一种聚多巴胺改性纤维素纳米晶复合隔膜及其制备方法和在电池中的应用技术

技术编号:45829998 阅读:18 留言:0更新日期:2025-07-15 22:37
本发明专利技术公开了一种聚多巴胺改性纤维素纳米晶复合隔膜。该发明专利技术提供一种锂金属电池复合隔膜,该隔膜改性层具有良好的电解液渗透性和有序的纳米孔结构,可以引导均匀的锂离子通量。且具有极高的力学性能,可以有效的抑制锂枝晶的生长,包覆在CNC上的金属离子螯合聚多巴胺,可以在锂金属表面形成一层合金化SEI,且可以吸附正极溶解的金属离子,最终改善电池的循环性能与安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池材料,具体涉及一种聚多巴胺改性纤维素纳米晶复合隔膜和制备方法及其在电池中的应用。


技术介绍

1、锂金属阳极与电解质的界面不稳定性、锂枝晶的剧烈生长、“死锂”的产生以及不受控制的体积变化,导致电池在充放电循环过程中容量的快速损失,限制了锂金属阳极的实际应用。除了解决锂金属阳极的局限性之外,必须投入大量的研究工作来研究阴极,以实现长循环的高能量密度锂金属满电池。近年来,高镍(ni)含量的正极材料(linixm1-xo2,m=mn,co,x≥0.6)已被应用于锂金属充满电池中。然而,这些正极材料通常会受到过渡金属离子溶解到电解质中的影响,随后在阳极上形成不可逆沉积层,从而导致充放电循环过程中不希望的容量损失。考虑到从阴极中溶解的金属离子往往会通过隔膜的离子传导通道向反阳极迁移,因此必须重视隔膜在解决化学串扰问题方面的良好潜力。

2、纤维素纳米晶(cncs)是从天然纤维中提取出的一种纳米级的纤维素,它不仅具有纳米颗粒的特征,还具有极高的力学强度和光学性能。纤维素纳米晶可以自组装成胆甾型液晶结构,可以作为锂离子传输通道。


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【技术保护点】

1.一种聚多巴胺改性纤维素纳米晶复合隔膜的制备方法,其特征在于,所述复合隔膜包括基膜,所述基膜的至少一面有改性层,所述改性层是由具有包覆层的纤维素纳米晶自组装而成的多空结构。

2.根据权利要求1所述的聚多巴胺改性纤维素纳米晶复合隔膜,其特征在于,所述包覆层为螯合金属离子的聚多巴胺。

3.根据权利要求1所述的聚多巴胺改性纤维素纳米晶复合隔膜,其特征在于,所述金属离子为锌离子、铟离子、锡离子中的一种或多种。

4.一种权利要求1-权利要求3任一项所述的复合隔膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的聚多巴胺改性纤维素纳米晶...

【技术特征摘要】

1.一种聚多巴胺改性纤维素纳米晶复合隔膜的制备方法,其特征在于,所述复合隔膜包括基膜,所述基膜的至少一面有改性层,所述改性层是由具有包覆层的纤维素纳米晶自组装而成的多空结构。

2.根据权利要求1所述的聚多巴胺改性纤维素纳米晶复合隔膜,其特征在于,所述包覆层为螯合金属离子的聚多巴胺。

3.根据权利要求1所述的聚多巴胺改性纤维素纳米晶复合隔膜,其特征在于,所述金属离子为锌离子、铟离子、锡离子中的一种或多种。

4.一种权利要求1-权利要求3任一项所述的复合隔膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的聚多巴胺改性纤维素纳米晶复合隔膜的制备方法,其特征在于,所述s1中triss溶液浓度为10m-20m,磺化cnc的浓度为6wt%...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈人杰赵腾于天阳庞雪
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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