【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂硫电池隔膜，具体涉及一种改性纳米纤维隔膜、锂硫电池及方法。
技术介绍
1、隔膜为锂硫电池的重要部件，不仅要保证锂离子的迁移，还要能够阻挡多硫化物跨膜扩散、抑制穿梭效应。
2、传统的锂硫电池隔膜主要为聚烯烃类隔膜。这类隔膜具有良好的化学稳定性和高的孔隙率，但是对降低多硫化物的跨膜扩散方面有所欠缺，进而会出现活性物质失活、电池容量快速衰退的现象。为了抑制穿梭效应，可以在隔膜的正极侧面涂覆一层功能材料，通过化学吸附作用将多硫化物限制在正极侧。
3、然而，在隔膜上涂覆功能层制备过程繁琐，而且容易出现涂覆不均等问题，无法有效发挥降低穿梭效应的功能。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了解决上述问题，本专利技术提供了一种改性纳米纤维隔膜、锂硫电池及方法。
2、技术方案：一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤一、取碳纳米管添加至偶联剂溶液中，搅拌后进行超声分散2～3h，随后进行水浴加热；再进行真空抽滤、清洗、干燥，得到改性碳纳米管；
4、步骤二、取金属纳米颗粒超声分散至有机溶剂中，随后加入改性碳纳米管，并在室温下剧烈搅拌3～5h，进行干燥得到金属纳米颗粒@碳纳米管；
5、步骤三、将金属纳米颗粒@碳纳米管加到n，n-二甲基乙酰胺中，在温度70～80℃搅拌40～50min；再加入高分子纤维，进行加热搅拌，得到静电纺丝前驱液；
6、步骤四、将前驱液进行静电纺丝，纺丝工艺参数：喷射速度0
7、优选地，所述步骤一中偶联剂包括：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、或铝酸酯中的一种。
8、优选地，所述步骤二中的金属纳米颗粒为：uio-66、uio-66-oh、zif-8、或mg-mof-74中的一种或多种。
9、上述的uio-66、uio-66-oh主要采用zrcl4制备，zif-8主要采用zn(no3)2制备，mg-mof-74主要采用mg(no3)2制备，具体制备步骤为现有，在此不做赘述。
10、优选地，所述步骤三中高分子纤维包括：聚间苯二甲酰间苯二胺、聚丙烯腈、或聚酰亚胺中的一种。
11、优选地，所述步骤二中金属纳米颗粒与改性碳纳米管的体积比为：1：(1～3)。
12、优选地，所述步骤三中金属框架纳米颗粒@碳纳米管与高分子纤维的体积比为：1：(30～50)。
13、优选地，所述步骤一中进行水浴加热为在温度80～90℃下，水浴搅拌4～5h。
14、优选地，所述步骤三中进行加热搅拌为在温度60～80℃下，搅拌2～3h。
15、在另一个技术方案中，提供了一种改性纳米纤维隔膜，由上述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法制得。
16、上述方法制备的金属纳米颗粒@碳纳米管@纳米纤维隔膜，纤维直径分布均匀，提供大量的活性位点，为多孔的3d网状结构有利于锂离子的快速迁移。在现有技术中的高分子纤维结构上增添金属纳米颗粒@碳纳米管复合材料，形成金属纳米颗粒@碳纳米管@纳米纤维隔膜，由于金属纳米颗粒上的不饱和的金属位点、以及碳纳米关的导电性，改善高分子纤维的性能，提高隔膜对多硫化物的吸附并加速其转化，抑制穿梭效应。
17、在另一个技术方案中，提供了一种锂硫电池，包括上述的一种改性纳米纤维隔膜。
18、有益效果：
19、(1)本专利技术中对碳纳米管进行改性降低碳纳米管的晶面峰，从而使得碳纳米管的结晶度下降；而且碳纳米管表面引入活性基团，进而提高与金属纳米颗粒的界面结合强度，从而制备金属纳米颗粒@碳纳米管；
20、(2)金属纳米颗粒@碳纳米管附着在高分子纤维上，形成金属纳米颗粒@碳纳米管@纳米纤维隔膜；金属纳米颗粒@碳纳米管@纳米纤维隔膜之间的3d网状结构，有助于锂离子的快速迁移及电子的快速扩散；金属纳米颗粒上不饱和的金属位点，以及碳纳米管的比表面积，表面能大，增强对多硫化物的吸附，进而减少了多硫化物的迁移。
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1.一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
4.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
5.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
6.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
7.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
8.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
9.一种改性纳米纤维隔膜，其特征在于，由权利要求1至8中任一项所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法制得。
10.一种锂硫电池，其特征在于，包括如权利要求9中所述的一种改性纳米纤维隔膜。
【技术特征摘要】
1.一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
4.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
5.如权利要求1所述的一种改性纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，
6.如权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：周海燕，张久俊，
申请(专利权)人：安徽通能新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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