一种锂硫电池用正极-隔层一体化膜材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种锂硫电池用正极‑隔层一体化膜电极材料的制备和应用。本发明专利技术提供的一体化膜材料由聚丙烯腈/碳纳米管复合膜液经过溶剂相转化、碳化后形成碳膜，进而在碳膜表面涂敷有机膜液，制备多孔碳膜表面覆盖有机膜的一体化膜电极材料。该一体化膜材料兼具正极和隔层双功能，有利于离子传递。有机膜具有电池隔膜功能，而碳膜可以载硫用做锂硫电池正极；且碳膜内可以添加纳米颗粒吸附多硫化物，缓解锂硫电池的穿梭效应，提高电池循环稳定性、倍率性能和库伦效率。以该一体化膜电极材料制备的锂硫电池具有优异的储能性能，0.2C电流密度下循环100圈后，比容量为890mA h g

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池用正极-隔层一体化膜材料的制备方法和应用
本专利技术涉及锂硫电池正极材料和隔层领域，具体涉及一种聚丙烯腈/碳纳米管复合材料作为锂硫电池正极-隔层一体化膜材料的制备方法和应用。
技术介绍
随着全球经济的快速发展，对能源的需求日益增大，化石燃料的大规模开采应用不但会导致地球资源的迅速枯竭，而且还会产生大量的环境污染物。太阳能、风能等可再生清洁能源输出的电能不连续、不稳定，使得此类清洁能源不能充分利用。开发高容量的储能设备将不连续不稳定的电能储存后再利用是解决这一问题的有效途径。此外新一代电动汽车，混合动力汽车和对续航要求更高的便携式电子设备的发展引发了对经济高效存储设备的不断探索。二次电池是新能源领域的重要储能装置，主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等，锂离子电池由于能量密度高、充电效率高、温度特性良好、自放电低和无记忆效应等的优点，在电子产品、新能源汽车、无人飞行器等领域得到了广泛应用。但LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等传统锂离子正极材料的能量密度已接近其理论极限。因此，迫切需要探索和发展新一代高容量锂电池材料以推动新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂硫电池用正极-隔层一体化膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)在丝口瓶中依次加入N,N-二甲基甲酰胺和聚乙二醇，得到溶剂a，将碳纳米管和聚丙烯腈依次溶解在盛有溶剂a的丝口瓶中，将丝口瓶在60～80℃下磁力搅拌10-12h后，得到铸膜液，部分铸膜液通过刮膜机在玻璃板上制备膜，将载有膜的玻璃板放入相转化溶剂中进行20-24h相转化；铸膜液中N,N-二甲基甲酰胺、聚乙二醇、碳纳米管和聚丙烯腈的物料质量比为7:0.5:1:1～9:0.7:1:1；/n2)将相转化后的材料进行真空干燥，然后通过马弗炉进行预氧化，最后在氩气/氮气氛围保护下，在管式炉中进行碳化，得到聚丙烯腈/碳纳米管...

【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池用正极-隔层一体化膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在丝口瓶中依次加入N,N-二甲基甲酰胺和聚乙二醇，得到溶剂a，将碳纳米管和聚丙烯腈依次溶解在盛有溶剂a的丝口瓶中，将丝口瓶在60～80℃下磁力搅拌10-12h后，得到铸膜液，部分铸膜液通过刮膜机在玻璃板上制备膜，将载有膜的玻璃板放入相转化溶剂中进行20-24h相转化；铸膜液中N,N-二甲基甲酰胺、聚乙二醇、碳纳米管和聚丙烯腈的物料质量比为7:0.5:1:1～9:0.7:1:1；
2)将相转化后的材料进行真空干燥，然后通过马弗炉进行预氧化，最后在氩气/氮气氛围保护下，在管式炉中进行碳化，得到聚丙烯腈/碳纳米管复合碳基材料；
3)将步骤1)中的铸膜液，涂敷于聚丙烯腈/碳纳米管复合碳基膜表面，再将涂敷后的膜放入相转化溶剂中进行20-24h相转化，在碳膜表面形成有机膜，取出，经过真空干燥，得到锂硫电池用正极-隔层一体化膜材料。


2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池用正极-隔层一体化膜材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述刮膜机得到的膜的厚度为100-300μm。


3.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池用正极-隔层一体化膜材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，铸膜液涂敷于聚丙烯腈/碳纳米管复合碳基材料表面的涂敷厚度为100-300μm。


4.根据权利要求1所述的一种锂硫电池用正极-隔层一体化膜材料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥村，贺高红，姜福林，王舒婷，姜晓滨，肖武，代岩，张悦，吴雪梅，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21