一种用于锂硫电池的三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维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用于锂硫电池的三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料及其制备方法和应用，合成步骤如下：首先采用化学氧化法制备棒状聚苯胺，然后在特定溶剂中分散一定质量的正硅酸四乙酯、聚苯胺以及聚丙烯腈，搅拌均匀后，调节相关纺丝参数开始纺丝，接着将纺丝前驱体转移到管式炉中依次进行环化、碳化，取出后进行刻蚀得到多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料，最后采用液相吸附载硫法得到含硫复合正极材料应用于锂硫电池。本发明专利技术通过采用静电纺丝技术一步获得了三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料，利用材料内部的三维多孔结构和聚苯胺来改善硫正极的导电性，提高硫的负载量，加强对多硫离子的吸附作用，提升了锂硫电池的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂硫电池领域，具体涉及一种用于锂硫电池的三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料复合材料的制备方法。

技术介绍

1、电化学存储体系及装置是当前社会秉持绿色低碳发展的重要研究内容，而高能量密度锂电池是电化学储能装置的排头兵，也是现在最主要的任务之一。作为最具发展潜力的锂二次电池之一的锂硫电池，是重要的电能储存装置。和传统的商业电池不同的是，新型锂硫电池不仅具有高的能量密度，活性材料存储量丰富，而且它的使用寿命长，工作电压高，使用时对环境污染更小因此锂硫电池深受各方重视，普遍认为锂硫电池是解决社会可持续发展难题的一个重要手段。

2、然而，锂硫电池的研究也受到了不少的挑战，虽然进行了一些改进，但是离它能够进行大规模商业化生产还有很长的路要走。主要是电化学反应过程中中间产物的产生，活性物质的流失以及锂硫电池的循环稳定性比较差。产生这些问题的原因可能有以下几点：(1)活性物质导电性较低，不利于电荷的传递，它被利用的效率不高；(2)锂硫电池的电化学反应十分复杂，并且在充放电过程中逐步形成的中间产物会进行穿梭效应，不利于锂硫电池活性材料的充分利用；(本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于锂硫电池的三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料及其制备方法和应用，其特征在于：包括如下步骤。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂硫电池的三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，首先将1.8ml苯胺单体溶解在150ml 1.5M的盐酸溶液中，搅拌均匀备用，然后在持续搅拌下将4.56g过硫酸铵溶于50ml 1.5M的盐酸溶液中，混合均匀后逐滴滴入到苯胺溶液，将混合物溶液在冰水浴中搅拌一天，随后对产物进行离心，洗涤至中性然后冷冻干燥备用。

3.根据权利要求1所述的一种用于锂硫电池的三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料的制备方法...

【技术特征摘要】

1.一种用于锂硫电池的三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料及其制备方法和应用，其特征在于：包括如下步骤。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂硫电池的三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，首先将1.8ml苯胺单体溶解在150ml 1.5m的盐酸溶液中，搅拌均匀备用，然后在持续搅拌下将4.56g过硫酸铵溶于50ml 1.5m的盐酸溶液中，混合均匀后逐滴滴入到苯胺溶液，将混合物溶液在冰水浴中搅拌一天，随后对产物进行离心，洗涤至中性然后冷冻干燥备用。

3.根据权利要求1所述的一种用于锂硫电池的三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的两种溶液混合时要注意先后顺序，并且滴加速度要控制好，另外搅拌速度和环境温度也需要精准调控，在不同的搅拌速度以及温度条件下，获得的聚合物的形貌和性能都会有很大的差异。

4.根据权利要求1所述的一种用于锂硫电池的三维多孔聚苯胺/碳纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中各项原料配比以及合成条件为：正硅酸四乙酯500-800mg，聚苯胺50-200mg，dmf 10ml...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世超，周贺梁，邢雅兰，高藤，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：