一种多孔过渡金属基复合纤维膜及其原位制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种多孔过渡金属基复合纤维膜及其原位制备方法和应用，属于电极材料领域。本发明专利技术将可碳化有机材料和过渡金属碱式碳酸盐在溶剂中制备得到静电纺丝前驱体溶液，然后进行静电纺丝得到原丝纤维，最后经过稳定化和碳化处理得到多孔过渡金属基复合纤维膜。本发明专利技术的制备过程简单，不需要单独引入造孔剂，即可实现在过渡金属氧化物周围的原位造孔。该材料作为电极材料使用时，过渡金属氧化物自身周围形成的孔隙给离子交换预留了足够的空间，能有效规避电池在使用过程中的体积膨胀，从而使电池获得高的存储容量、优异的循环寿命；同时，具有导电性好、活性反应位点多、离子传输距离短、离子传输通道多等优势。离子传输通道多等优势。离子传输通道多等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔过渡金属基复合纤维膜及其原位制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电极材料领域，具体涉及一种多孔过渡金属基复合纤维膜及其原位制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近几十年来，得益于材料的进步，电池储能技术的发展取得了巨大的飞跃。以锂离子电池为代表的先进储能电池以广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等国民经济、军事等领域。此外，为迎接因锂离子电池在未来所面临的锂资源枯竭、锂价格上涨等挑战，一些具有相似工作原理的新型储能电池技术如钠离子电池、钾离子电池等也在不断地被开发和应用。
[0003]为有效提升电池的电化学存储性能并使之满足实际应用需求，先进电极材料的开发是一个重要的环节。过渡金属基电极材料，以其一系列独特的物化特性，如丰富的反应活性位点、相对较高的电导率、稳定的热/力学性能，以及低廉的成本等在锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池中具有良好的应用前景(Journal of Materials Chemistry A,2018,6,2139；Chemical Engineering Journal,2021,413,12750本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔过渡金属基复合纤维膜的原位制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以可碳化有机材料和过渡金属碱式碳酸盐为原材料按照1:0.2
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1:2溶解于有机溶剂中，搅拌后，得到混合均匀的前驱体溶液；S2、将S1得到的前驱体溶液转移到注射器中，随后放入静电纺丝机中，进行静电纺丝，获得原丝纤维；S3、将S2得到的原丝纤维进行稳定化和碳化处理，可原位得到多孔过渡金属氧化物/碳纤维膜。2.根据权利要求1所述的一种多孔过渡金属基复合纤维膜的原位制备方法，其特征在于，S1中可碳化有机材料为聚丙烯腈。3.根据权利要求1所述的一种多孔过渡金属基复合纤维膜的原位制备方法，其特征在于，S1中过渡金属碱式碳酸盐为碱式碳酸钴、碱式碳酸镍、碱式碳酸锌、碱式碳酸铜、碱式碳酸铁中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种多孔过渡金属基复合纤维膜的原位制备方法，其特征在于，S1中有机溶剂为N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮、四氢呋喃的至少一种。5.根据权利要求1
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4任一项所述的一种多孔过渡金属基复合纤维膜的原位制备方法，其特征在于，还包括：将步骤S3得到的多孔过渡金属氧化物/碳纤维膜经过硫化反应，可原位得到多孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丹，陈鸿明，刘睿奇，李琰，刘焕明，
申请(专利权)人：北京科技大学顺德创新学院，
类型：发明
国别省市：