一种三维管状气凝胶复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种三维管状气凝胶复合材料及其制备方法和应用，将KMnO4溶解于水中，再加入浓硫酸进行反应，反应结束后得到溶液，将溶液加热，加热后的沉淀物为二氧化锰纳米管，经洗涤、干燥后备用；将干燥后的二氧化锰纳米管、氟化碳纳米管和碳纳米管分散于水中得到悬浊液，在悬浊液中加入表面活性剂，超声处理后得到均匀的分散体；所述分散体经过真空抽滤后，洗涤去除残留的表面活性剂，得到水凝胶，将所述水凝胶冷冻干燥后，即制备得到所述三维管状气凝胶复合材料。三维管状气凝胶复合材料作为正极，能够有效提高正极活性物质占比，加速锂离子在电极材料中的传输速率，显著提升了锂原电池的放电性能，并缓解了极片的体积膨胀。并缓解了极片的体积膨胀。并缓解了极片的体积膨胀。

【技术实现步骤摘要】
一种三维管状气凝胶复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于锂一次电池领域，尤其涉及一种三维管状气凝胶复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前随着经济的发展，各种各样的电子产品都需要用到电池。其中，锂一次电池在诸如水表，手表，地震测量仪，无线电选频器，无人机，鱼雷，运载火箭，医疗器械等军、民用设备上都有广泛的应用。锂一次电池，是一种高能化学原电池，也称锂原电池，目前锂一次电池主要包括锂/二氧化锰电池、锂/氟化碳电池和锂/亚硫酰氯电池等。其中，锂/氟化碳电池作为目前理论比能量最高的锂一次电池，理论质量比能量可达2180Wh/kg(锂/亚硫酰氯电池：1470Wh/kg，锂/二氧化锰电池：1005Wh/kg)。锂/氟化碳电池也因其工作电压平稳、工作温度范围宽和高安全性能而被广泛应用于航空航天、医疗器械和电子设备等领域。目前虽然锂/氟化碳电池具有能量密度高的特点，但由于氟化碳材料的导电性较差，其在大倍率放电下内部极化效应明显，放电率低，因此主要应用于低功耗的单兵通信电源、航空探测器电源(如“天问一号”火星探测器进入舱电源)等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维管状气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将KMnO4溶解于水中，再加入浓硫酸进行反应，反应结束后得到溶液，将溶液在100～180℃下加热15～25小时，加热完毕后的沉淀物为二氧化锰纳米管，经洗涤、干燥后备用；(2)将步骤(1)干燥后的二氧化锰纳米管、氟化碳纳米管和碳纳米管分散于水中得到悬浊液，在悬浊液中加入表面活性剂，超声处理后得到均匀的分散体；(3)步骤(3)所述分散体经过真空抽滤后，洗涤去除残留的表面活性剂，得到水凝胶，将所述水凝胶冷冻干燥后，即制备得到所述三维管状气凝胶复合材料。2.根据权利要求1所述三维管状气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述KMnO4和水的质量比为1:60～200。3.根据权利要求1所述一种三维管状气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述KMnO4和水的总和与浓硫酸的体积比为25～100:1。4.根据权利要求1～3任一项所述三维管状气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述氟化碳纳米管和二氧化锰纳米管的质量比为5～2:2～5；步骤(2)所述碳纳米管和氟化碳纳米管的质量比为1：3...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁瑶，李露雨，吴睿哲，吕佳辰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：