一种用于固态电池用改性正极的离子/电子双传导材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于固态电池用改性正极的离子/电子双传导材料及制备方法，离子/电子双传导材料是由表面接枝导锂聚合物的碳材料和锂盐组成的。其中，导锂聚合物在碳材料表面的接枝是通过化学接枝法实现的。此外，本发明专利技术的离子/电子双传导材料可用于固态电池正极改性。所述的改性正极由活性物质、粘结剂、以及离子/电子双传导材料组成。所制备的正极在高活性物质负载下仍可保证电极内部快速的离子、电子传输通路，使用改性正极组装的固态锂金属电池表现出较高的容量以及稳定的充放电性能，相较于使用普通正极组装的固态电池性能有大幅提升。

【技术实现步骤摘要】
一种用于固态电池用改性正极的离子/电子双传导材料及制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种用于固态电池用改性正极的离子/电子双传导材料及制备方法。
技术介绍
随着便携式电子器件以及电动汽车等领域的快速发展,人们对高能量密度存储的需求日益增长。人们普遍认为将具有极低电化学电位(-3.045V)以及超高理论比容量(3860mAh/g)的锂金属负极与理想的正极材料匹配，可以获得高能量密度的锂金属二次电池。然而，锂金属负极枝晶生长问题以及液态电解液易泄露、易燃易爆的问题多年来限制了液态锂金属电池的发展。而近年来，人们提出使用固态电解质替代原有的液态电解液，能很好地实现具有高能量密度、高安全性锂金属电池的构建。在固态锂金属电池中，正负极之间的离子传输依靠固态电解质实现的，但电极内部缺乏离子传导，固态电解质流动性差，无法像液态电解液一样流入电极中，构建离子通路。尤其是正极活性负载量较大(4mg/cm2)时，离子通路缺失导致的固态电池极化严重，容量发挥受损。现有技术中，解决这一问题的主要策略是将固态电解质粉体直接混入，但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于固态电池用改性正极的离子/电子双传导材料，其特征在于由表面化学接枝导锂聚合物的碳材料和锂盐组成，其中：表面接枝有聚合物的碳材料与锂盐的质量比范围为5︰2-20︰1；所述的导锂聚合物为聚乙二醇、聚碳酸酯或聚醚胺，数均分子量在400-2000之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于固态电池用改性正极的离子/电子双传导材料，其特征在于由表面化学接枝导锂聚合物的碳材料和锂盐组成，其中：表面接枝有聚合物的碳材料与锂盐的质量比范围为5︰2-20︰1；所述的导锂聚合物为聚乙二醇、聚碳酸酯或聚醚胺，数均分子量在400-2000之间。


2.根据权利要求1中所述的用于固态电池用改性正极的离子/电子双传导材料，其特征在于：所述碳材料为科琴黑、kappa100或碳纳米管。


3.根据权利要求1中所述的用于固态电池用改性正极的离子/电子双传导材料，其特征在于，所述的锂盐包括但不限于：双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、三氟甲基磺酸锂中的一种或多种。


4.一种制备权利要求1～3任一项所述用于固态电池用改性正极的离子/电子双传导材料的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将碳材料超声分散在混酸中，60℃下酸化5～30min后用去离子水洗至中性，真空干燥后得羟基/羧基功能化的碳材料；所述碳材料与混酸的质量体积比为1︰4～3︰1；
所述混酸是：浓硫酸与浓硝酸按体积比3︰1混合得到的混合酸；
步骤2：将羟基/羧基功能化的碳材料分散于溶剂中，超声1h后得到碳材料分散液；所述羟基/羧基功能化的碳材料与溶剂的质量体积比为3︰1～10︰1；所述溶剂为去离子水、Tris缓冲液或四氢呋喃；
步骤3：将侨联剂滴加于碳材料分散液中，搅拌后，调节pH至酸性或碱性，60℃恒温反应12h后抽滤并使用溶剂冲洗，真空干燥得到侨联剂接枝的碳材料；
所述侨联剂的质量为碳材料的1～10倍；
所述溶剂为去离子水或四氢呋喃；
步骤4：将侨联剂接枝的碳材料室温超声分散于溶剂中，加入5～10wt％的聚合物溶液，于55℃恒温反应12h后抽滤并用去离子水冲洗，真空干燥得到表面接枝有聚合物的碳材料；
所述侨联剂接枝的碳材料与溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：马越，张敏，周可凡，马冬昊，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61