一种柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料及其制备方法与应用。该骨架材料为柔性四氧化三钴纳米晶修饰的亲锂碳纳米纤维骨架，四氧化三钴纳米晶均匀锚定在碳纳米纤维表面，纤维直径大约为200～800nm，骨架材料内部结构三维连通，在0～180

【技术实现步骤摘要】
一种柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于柔性锂金属电池中锂金属负极的
，具体涉及一种柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]全球能源危机和前所未有的电能消耗推动了可持续电力储能技术的发展。自1991年C/LiCoO2摇椅式电池首次商业化以来，锂离子电池经历了数十年的爆炸式发展。然而，由最先进的插层正极和石墨负极所构成的锂离子电池已然接近其理论能量密度，却仍无法满足人们对具有高能量密度二次电池日益增长的需求。在各种候选者中，锂金属负极具有最低氧化还原电位和极高的理论容量，被视为下一代高能量密度电池的“圣杯”。然而，锂金属负极的热力学稳定性差，滋生了一系列问题，包括剧烈的副反应、脆弱的固体电解质界面、不受控的枝晶生长，以及无限的体积膨胀，这些棘手问题严重阻碍了锂金属电池的广泛应用。
[0003]构筑三维锂金属负极是一种有效的改性方法，其中的碳材料具有轻质、稳定、电位低等优点，十分具有研究价值和应用潜力。而在众多碳基材料中，通过静纺所得到自支撑碳纳米纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料，其特征在于，所述骨架材料为柔性四氧化三钴纳米晶修饰的亲锂碳纳米纤维骨架，纤维直径为200～800nm，四氧化三钴纳米晶均匀锚定在碳纳米纤维表面，骨架材料内部结构三维连通，具有良好的柔性，在0～180
°
内弯折。2.根据权利要求1所述的柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料的制备方法，包括以下步骤：a)纺丝液的配制：将多壁碳纳米管和醋酸钴分别超声分散在溶剂里，再加入聚合物，充分溶解，得到纺丝液；b)碳纳米管醋酸钴复合原丝膜的制备：将步骤a)所得纺丝液通过静电纺丝工艺得到碳纳米管醋酸钴复合原丝膜；c)ZIF
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67复合原丝膜的制备：将步骤b)所得碳纳米管醋酸钴复合原丝膜浸泡在2
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甲基咪唑的甲醇溶液中，纤维表面和液面交界处原位生长紫色的ZIF
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67，得到ZIF
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67复合原丝膜；d)柔性四氧化三钴纳米晶修饰的碳纳米纤维骨架的制备：将步骤c)所得ZIF
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67复合原丝膜进行两步热处理，得到柔性四氧化三钴纳米晶修饰的亲锂碳纳米纤维骨架。3.根据权利要求2所述的柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，溶剂为二甲基甲酰胺、四氢呋喃和二甲基亚砜中的至少一种；超声分散采用超声机或者细胞破碎仪进行分散；多壁碳纳米管和溶剂的质量百分比为1～10wt％，醋酸钴和溶剂的质量百分比为1～10wt％。4.根据权利要求2所述的柔性锂金属电池亲锂碳纳米纤维骨架材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘安强，周双，孟欣雨，冯明阳，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：