【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种导电聚合物人工sei膜及其制备方法及负极材料和用途。
技术介绍
1、石墨和硅负极是目前最主要，也是应用最广泛的锂离子电池负极材料，但其在使用过程中分别面临着不同的问题，限制了其性能的发挥。通过人工固态电解质(asei)膜的设计可以解决如上问题。
2、针对石墨负极材料，asei膜可以减少锂离子电池循环过程中活性锂的消耗，提高首次效率；针对硅负极材料，asei膜可以抑制硅负极的膨胀，改善其循环性能。
3、但asei膜本身导电性能较差，往往需要添加额外的导电剂，在循环中都具有很大的体积变化，碎裂脱离极片或颗粒之间远离导致失去电接触。
4、cn110289448a的中国专利技术专利公开了一种具有人工构建sei膜的金属锂负极，该方法构建的sei膜强度高，且具有一定弹性，充放电过程中能随金属锂表面波动位移，使“界面间距”尽可能的缩小，从而防止锂枝晶产生。然而，该专利技术只是利用了物理性质(sei膜的强度和弹性)去抑制锂枝晶，随着电池循环的进行，这种sei膜会很快的破裂，从而锂枝晶会继续生长。
5、cn108390030a公开了一种面向sio2/c负极的表面修饰方法，通过物理气相沉积(pvd)或者原子层淀积(ald)的方法，在sio2/c负极表面沉积一层锂离子导体缓冲层，缓冲层位于sio2/c负极与固体电解质之间；所述锂离子导体缓冲层采用li1+xti2-xmx(po4)3，其中，0≤x<2，m＝al、ga、in、sc；或者la2/3-xli3xtio
6、因此，如何得到具有良好导电性锂离子快速通道，不易破裂的sei膜，是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种导电聚合物人工sei膜及其制备方法及负极材料和用途导电聚合物人工sei膜。本专利技术提供的导电聚合物人工sei膜，通过聚酰胺与聚苯乙炔的分子链交叉缠绕，不易破裂，两者构成互穿的导电网络结构，构成了良好导电性的锂离子快速通道，将其作为负极材料表面的sei膜时，有效地提升了负极材料的首效和倍率性能。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种导电聚合物人工sei膜，所述导电聚合物人工sei膜包括聚酰胺和聚苯乙炔，所述聚酰胺的分子链与所述聚苯乙炔的分子链相互交叉缠绕。
4、本专利技术提供的导电聚合物人工sei膜，通过聚酰胺与聚苯乙炔的分子链交叉缠绕，两者构成互穿的导电网络结构，不易破裂，构成了良好导电性的锂离子快速通道，将其作为负极材料表面的sei膜时，有效地提升了负极材料的首效和倍率性能。
5、本专利技术中，导电聚合物人工sei膜中聚酰胺与聚苯乙炔并非纯物理混合，其分子链之间相互交叉互穿，构成了良好的导电网络结构，实现了锂离子的快速传输。
6、第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的导电聚合物人工sei膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
7、(1)将水相单体溶液与基体材料混合，得到表面吸附水相单体的基体材料；
8、(2)将步骤(1)所述表面吸附水相单体的基体材料、苯乙炔与溶剂混合，得到混合物浆料，加入催化剂进行反应，得到聚苯乙炔包覆的前驱体材料；
9、(3)将步骤(2)所述聚苯乙炔包覆的前驱体材料与油相单体溶液反应，得到所述导电聚合物人工sei膜。
10、本专利技术提供的制备方法，可实现导电聚合物人工sei膜的原位生成，通过步骤(1)实现了基体材料对水相单体的吸附，在水相单体的表面，又通过步骤(2)得到了聚苯乙炔导电聚合物，进一步油相单体再与水相单体反应得到聚酰胺导电聚合物，实现了两种聚合物分子链之间的互穿，构成了良好的导电网络，形成了快速锂离子通道，结合导电聚合物自身的导电性，当基体材料为负极材料时，导电聚合物人工sei膜作为sei膜，即在负极材料表面以小分子聚合和原位聚合的方式得到了结构稳定，不易破裂，且导电性良好的sei膜，进而提升了负极材料的首效和倍率性能。
11、本专利技术步骤(2)中，催化剂要在混合物浆料制备得到后加入，才可实现在水相单体表面形成聚苯乙炔，而如果直接混合，则会导致出现游离的聚苯乙炔，无法实现导电网络的均匀分布；本专利技术中，先将水相单体吸附于基体材料表面，而不是先将油相单体吸附于基体表面，出于油相单体本身性质的考虑，如果先加入油相单体，会出现油相单体在与水相单体反应前已经分解失效的情况。
12、优选地，步骤(1)所述水相单体溶液中水相单体的质量分数为1～5％，例如1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％等。
13、本专利技术中，水相单体的质量分数过小，不利于锂离子快速通道的形成，而水相单体的质量分数过大，又会导致聚酰胺支撑作用不够。
14、优选地，步骤(1)所述水相单体溶液中溶剂包括水。
15、优选地，步骤(1)所述水相单体溶液的配制过程包括：将水相单体与水搅拌1～5h，例如1h、2h、3h、4h或5h等，得到所述水相单体溶液。
16、优选地，步骤(1)所述水相单体包括二胺类单体。
17、优选地，所述二胺类单体包括邻苯二胺、间苯二胺或对苯二胺中的任意一种或至少两种的组合。
18、优选地，步骤(1)所述基体材料包括负极材料。
19、优选地，步骤(1)所述混合的方法包括搅拌。
20、优选地，所述搅拌的时间为0.5～2h，例如0.5h、1h、1.5h或2h等。
21、优选地，对步骤(1)混合后的物质进行过滤。
22、优选地，步骤(2)中，步骤(1)所述表面吸附水相单体的基体材料与苯乙炔的质量比为(95～99.5):(0.5～5)，例如95:5、96:4、97:3、98:2、99:1或99.5:0.5等。
23、本专利技术中，苯乙炔的加入量过多，会导致包覆层过厚，而加入量过少，又会导致包覆不完全。
24、优选地，步骤(2)所述混合物浆料中，非溶剂物质的质量与溶剂的质量之比为1:(1～2)，例如1:1、1:1.3、1:1.5、1:1.8或1:2。
25、优选地，步骤(2)所述溶剂包括芳香族溶剂。
26、示例性地，步骤(2)中的芳香族溶剂包括但不限于苯、甲苯或二甲苯等。
27、优选地，步骤(2)所述混合的方法包括超声。
28、优选地，所述超声的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种导电聚合物人工SEI膜，其特征在于，所述导电聚合物人工SEI膜包括聚酰胺和聚苯乙炔，所述聚酰胺的分子链与所述聚苯乙炔的分子链相互交叉缠绕。
2.一种如权利要求1所述的导电聚合物人工SEI膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的导电聚合物人工SEI膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水相单体溶液中水相单体的质量分数为1～5％；
4.根据权利要求2或3所述的导电聚合物人工SEI膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，步骤(1)所述表面吸附水相单体的基体材料与苯乙炔的质量比为(95～99.5):(0.5～5)；
5.根据权利要求2-4任一项所述的导电聚合物人工SEI膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，加入催化剂前，对混合物浆料进行加热；
6.根据权利要求5所述的导电聚合物人工SEI膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，催化剂的加入量与苯乙炔的质量比为(0.2～2):100；
7.根据权利要求2-6任一项所述的导电聚合物人工SEI膜的制备方法，其特征在于，步骤(
8.根据权利要求2-7任一项所述的导电聚合物人工SEI膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
9.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料表面包覆如权利要求1所述的导电聚合物人工SEI膜，所述负极材料为基体材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求9所述的负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种导电聚合物人工sei膜，其特征在于，所述导电聚合物人工sei膜包括聚酰胺和聚苯乙炔，所述聚酰胺的分子链与所述聚苯乙炔的分子链相互交叉缠绕。
2.一种如权利要求1所述的导电聚合物人工sei膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的导电聚合物人工sei膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水相单体溶液中水相单体的质量分数为1～5％；
4.根据权利要求2或3所述的导电聚合物人工sei膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，步骤(1)所述表面吸附水相单体的基体材料与苯乙炔的质量比为(95～99.5):(0.5～5)；
5.根据权利要求2-4任一项所述的导电聚合物人工sei膜的制备方法，其特征在于，步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨乘宇，肖周杰，樊浩宇，王志勇，
申请(专利权)人：湖南中科星城石墨有限公司，
类型：发明
国别省市：
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