【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隔膜，具体涉及一种多孔涂层及其应用、杂原子掺杂的碳量子点修饰隔膜及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池由于其具有重量轻、能量密度合理以及循环寿命良好等多种优点，而在可充电储能装置市场中保持着主导地位，其中锂氧电池和锂硫电池都有很大的发展潜力。
2、锂氧电池是一种以过氧化锂的电化学合成和分解为主要反应机制的新型电化学储能系统，其具有超高的理论能量密度，具有极高应用前景。但是由于过氧化锂自身的绝缘性以及与有机溶剂不溶，导致其分解过程的本征反应动力学迟滞，从而使电池表现出高过电势、低循环性能和有限的倍率性能等缺点，尽管固相催化剂的添加被认为可以提高其动力学过程，但大量研究发现固相催化剂很难在电池的多次循环中保持较高的催化能力，这与其活性位点被过氧化锂覆盖有直接关系。氧化还原媒介的开发被认为可以完全避免这一问题，通过将固/固界面的电荷传输有效地转移为液/固界面的电荷传输，可以降低氧气电极的界面穿荷阻抗，促进催化反应不断进行，从而达到减小电池的极化现象和延长电池循环寿命的目的。
3、目前，碘化锂(lii)作为氧化还原媒介，凭借其最为适宜的氧化还原电势对得到了较多的关注，作用机理为：i-失去电子被氧化为i3-或i2，i3-或i2通过电解液在电极表面和过氧化锂之间自由穿梭，有效地促进过氧化锂分解(li2o2+i3-→o2+i-+li+或3i2+li2o2→2li++2i3-+o2)。然而，可溶性i3-或i2不可避免地会由正极迁移到锂负极表面与其发生副反应，导致lii的持续消耗和金属锂的不断腐蚀，即发生“
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种多孔涂层及其应用、杂原子掺杂的碳量子点修饰隔膜及其制备方法，本专利技术提供的杂原子掺杂的碳量子点修饰隔膜具有高的li+接受性，能够抑制“飞梭效应”，提高锂电池的循环稳定性和使用寿命。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种多孔涂层，包括杂原子掺杂的碳量子点、导电碳材料和粘结剂；所述杂原子掺杂的碳量子点、导电碳材料和粘结剂的质量比为(0.1～2):(0.1～2):1。
4、优选的，所述杂原子掺杂的碳量子点中杂原子包括氮原子、硼原子、氟原子、磷原子和硫原子中的一种或几种。
5、优选的，所述多孔涂层的厚度为1～50μm。
6、优选的，所述多孔涂层的孔隙率为40～60％。
7、优选的，所述导电碳材料包括乙炔黑、多孔碳、石墨烯和碳纳米管中的一种或几种。
8、本专利技术还提供了上述技术方案所述多孔涂层在锂离子电池的隔膜中的应用。
9、本专利技术还提供了一种杂原子掺杂的碳量子点修饰隔膜，包括膜基底和覆盖在膜基底表面的多孔涂层；所述多孔涂层为上述技术方案所述多孔涂层。
10、本专利技术还提供了上述技术方案所述杂原子掺杂的碳量子点修饰隔膜的制备方法，包括以下步骤：
11、将杂原子掺杂的碳量子点、导电碳材料、粘结剂和有机溶剂混合，得到涂层悬浮液；
12、将所述涂层悬浮液在膜基底的单面上成膜，干燥，得到杂原子掺杂的碳量子点修饰隔膜。
13、优选的，所述有机溶剂包括丙酮、n-甲基吡咯烷酮和异丙醇中的一种或几种。
14、优选的，所述涂层悬浮液的固含量为25～75％。
15、本专利技术提供了一种具有杂原子掺杂的碳量子点的多孔涂层，包括杂原子掺杂的碳量子点、导电碳材料和粘结剂；所述杂原子掺杂的碳量子点、导电碳材料和粘结剂的质量比为(0.1～2):(0.1～2):1。在本专利技术中，杂原子掺杂的碳量子点中杂原子的掺杂不仅提供了额外的活性位点，可以调节官能团，杂原子掺杂对氧化学吸附的催化作用将部分c-o键和c-oh键转化成c＝o键，有更高的li+接受性，而且杂原子能增强碳量子点表面含氧基团与阴离子的作用，可以在锂金属电池如锂氧电池中吸附i3-，在锂硫电池中吸附多硫化物，从而达到抑制“飞梭效应”的目的，提高电池的循环稳定性和使用寿命。导电碳材料能够提供电子导电通道，提高电导率和锂离子迁移率。实施例测试结果表明，采用本专利技术提供的杂原子掺杂的碳量子点修饰隔膜为隔膜得到的锂氧电池，与同条件下不使用修饰隔膜的电池相比，循环稳定性更高、寿命更长。
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1.一种多孔涂层，其特征在于，包括杂原子掺杂的碳量子点、导电碳材料和粘结剂；所述杂原子掺杂的碳量子点、导电碳材料和粘结剂的质量比为(0.1～2):(0.1～2):1。
2.根据权利要求1所述的多孔涂层，其特征在于，所述杂原子掺杂的碳量子点中杂原子包括氮原子、硼原子、氟原子、磷原子和硫原子中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的多孔涂层，其特征在于，所述多孔涂层的厚度为1～50μm。
4.根据权利要求1所述的多孔涂层，其特征在于，所述多孔涂层的孔隙率为40～60％。
5.根据权利要求1所述的多孔涂层，其特征在于，所述导电碳材料包括乙炔黑、多孔碳、石墨烯和碳纳米管中的一种或几种。
6.权利要求1～5任一项所述多孔涂层在锂离子电池的隔膜中的应用。
7.一种杂原子掺杂的碳量子点修饰隔膜，其特征在于，包括膜基底和覆盖在膜基底表面的多孔涂层；所述多孔涂层为权利要求1～5任一项所述多孔涂层。
8.权利要求7所述杂原子掺杂的碳量子点修饰隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述涂层悬浮液的固含量为25～75％。
...【技术特征摘要】
1.一种多孔涂层，其特征在于，包括杂原子掺杂的碳量子点、导电碳材料和粘结剂；所述杂原子掺杂的碳量子点、导电碳材料和粘结剂的质量比为(0.1～2):(0.1～2):1。
2.根据权利要求1所述的多孔涂层，其特征在于，所述杂原子掺杂的碳量子点中杂原子包括氮原子、硼原子、氟原子、磷原子和硫原子中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的多孔涂层，其特征在于，所述多孔涂层的厚度为1～50μm。
4.根据权利要求1所述的多孔涂层，其特征在于，所述多孔涂层的孔隙率为40～60％。
5.根据权利要求1所述的多孔涂层，其特征在于，所述导电碳材料包括乙炔黑、...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈其安，刘佳，谢海明，王钊，钟婧，
申请(专利权)人：吉林省东驰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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