一种基于高氮掺杂碳复合石墨烯材料的隔膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种基于高氮掺杂碳复合石墨烯材料的隔膜及其制备方法与应用，属于隔膜材料领域。本发明专利技术所述含高氮掺杂碳复合石墨烯材料的复合隔膜中，所述隔膜表面负载了含有高氮掺杂碳复合石墨烯材料的修饰层，当应用在锂硫电池上时，相比于现有隔膜产品可更有效地抑制多硫化物的穿梭效应，显著改善锂硫电池的电化学循环性能和稳定性能。本发明专利技术还公开了所述产品的制备方法，该方法操作步骤简单，对设备及环境要求低。本发明专利技术还公开了包含所述含高氮掺杂碳材料的复合隔膜的锂硫电池。掺杂碳材料的复合隔膜的锂硫电池。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高氮掺杂碳复合石墨烯材料的隔膜及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及隔膜材料领域，具体涉及基于高氮掺杂碳复合石墨烯材料的隔膜及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]自1990年以来，锂离子电池在便携式电子设备中取得了巨大成功。然而，研究人员已经达成共识，传统的锂离子电池无法满足未来科技对高能量密度的要求，如电动汽车和无人机。在目前正在开发的其它电池体系中，锂硫电池被认为是下一代储能系统的潜在候选，其理论能量密度高达2600Wh kg
‑1(几乎是传统锂离子电池的5倍)，同时具有低成本和环保的优势。尽管具有上述优势，锂硫电池的实际应用也面临诸多挑战，包括硫的低导电率，充放电循环过程中的巨大体积变化，特别是多硫化物的溶解和穿梭问题，即“穿梭效应”，会导致活性材料损失和循环性能差等一系列问题。抑制“穿梭效应”仍是阻碍锂硫电池商业化的主要挑战。
[0003]隔膜是锂硫电池的重要组成部分。它作为一个电子绝缘体来分隔阴极和阳极，以避免内部短路，同时允许锂离子传输。传统的隔膜具有微米级的孔径，难以抑制多硫化物的扩散和穿梭。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含高氮掺杂碳复合石墨烯材料的复合隔膜，其特征在于，包括聚合物隔膜和修饰层，所述修饰层包括高氮掺杂碳复合石墨烯材料；所述高氮掺杂碳复合石墨烯材料为含氮碳与石墨烯的复合物，比表面积为200～850m2/g，孔体积为0.1～0.31cm3/g，氮含量为10～26wt％。2.如权利要求1所述的含高氮掺杂碳复合石墨烯材料的复合隔膜，其特征在于，所述含高氮掺杂碳复合石墨烯材料的复合隔膜中高氮掺杂碳复合石墨烯材料的负载量为0.08～0.24mg/cm2。3.如权利要求1所述的含高氮掺杂碳复合石墨烯材料的复合隔膜，其特征在于，所述高氮掺杂碳复合石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：将三聚氰胺和对苯二甲醛混合并使用有机溶剂搅拌溶解，随后加入氧化石墨烯并在惰性气氛保护下175～185℃搅拌反应50～80h，经冷却、过滤、洗涤、干燥后，得前驱体A；将前驱体A在氮气气氛中800～850℃保温1～1.5h，即得高氮掺杂碳复合石墨烯材料。4.如权利要求3所述的含高氮掺杂碳复合石墨烯材料的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，张振宇，林展，徐娟，林铮，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：