一种NASICON型快离子导体纳米纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种NASICON型快离子导体纳米纤维及其制备方法，属于钠离子电池技术领域。所述NASICON型快离子导体的化学式为Na­<subgt;1+</subgt;<subgt;x</subgt;Zr<subgt;2</subgt;Si<subgt;x</subgt;P<subgt;3‑x</subgt;O<subgt;12</subgt;，0＜x＜3；方法步骤包括：（1）将高分子聚合物加入溶剂中，搅拌溶解并混合均匀，得到聚合物溶液；（2）将锆源、硅源和磷源按化学计量加入所述聚合物溶液中，并加入过量的钠源，搅拌溶解并混合均匀，得到静电纺丝溶液；（3）将所述静电纺丝溶液进行静电纺丝，得到纺丝纳米纤维膜；（4）将所述纺丝纳米纤维膜在空气中退火煅烧，得到一种NASICON型快离子导体纳米纤维。纤维状陶瓷结构可以构建连续3D离子传道有序通道，提供了长距离的连续离子传输路径从而进一步增强离子电导率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种nasicon型快离子导体纳米纤维及其制备方法，属于钠离子电池。

技术介绍

1、与传统液体电解质相比，固态电解质显著提高了钠离子电池的安全性和电化学稳定性，这使其成为下一代高能电池的有前途的替代技术。固态电解质是固态电池中的关键材料，需要满足高离子电导率、高电化学稳定性以及良好的机械强度的要求。常用的固态聚合物电解质（spe）如聚丙烯腈（pan）、聚环氧乙烷（peo）、聚偏二氟乙烯（pvdf）、聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）等固体聚合物电解质由于在室温下离子电导率低且电化学稳定性差，限制了其实际应用。复合聚合物固体电解质由于兼具无机陶瓷和聚合物电解质的优点，被认为是最有前途的固体电解质材料之一。已有相关研究证明，将陶瓷纳米颗粒分散到聚合物基体中可以阻碍聚合物结晶有助于形成高导电界面层，从而有效的增强离子电导率，同时提高电化学稳定性差和机械强度。纳米陶瓷填料具有比较大的比表面积，对于提高离子电导率有显著的作用。但是纳米陶瓷填料颗粒连接处交叉较多，金属离子传输势垒较大，并且纳米颗粒聚集也可能导致离子电导率降低，因为聚集会进一步降低形成离子渗滤的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种NASICON型快离子导体纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述NASICON型快离子导体的化学式为Na1+xZr2SixP3-xO12，0＜x＜3；方法步骤包括：

2.如权利要求1所述的一种NASICON型快离子导体纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述高分子聚合物为聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯和聚乙烯醇缩丁醛中的一种以上；所述高分子聚合物的重均分子量为15万~150万。

3.如权利要求1或2所述的一种NASICON型快离子导体纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二...

【技术特征摘要】

1.一种nasicon型快离子导体纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述nasicon型快离子导体的化学式为na1+xzr2sixp3-xo12，0＜x＜3；方法步骤包括：

2.如权利要求1所述的一种nasicon型快离子导体纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述高分子聚合物为聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯和聚乙烯醇缩丁醛中的一种以上；所述高分子聚合物的重均分子量为15万~150万。

3.如权利要求1或2所述的一种nasicon型快离子导体纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙醇、甲醇、异丙醇、乙酸和水中的一种以上。

4.如权利要求1或2所述的一种nasicon型快离子导体纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述聚合物溶液的浓度为5wt%~10wt%。

5.如权利要求1所述的一种nasicon型快离子导体纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述钠源为碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、硝酸钠和氟化钠中的一种以上；所述锆源为硝酸氧锆、氧氯化锆、二氧化锆、氯化锆和氢氧化锆中的一种以上；所述硅源为二氧化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成志，苗润青，金海波，李静波，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：