CN112018310B - 一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜及其制备方法 - Google Patents

一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜及其制备方法，和一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜。所述制备方法包括：前驱体液的制备步骤：将树脂、助纺剂和介孔造孔剂溶于溶剂中，之后进行搅拌，得到纺丝液；静电纺丝步骤：将所述纺丝液进行静电纺丝，之后进行干燥，得到树脂纤维膜；煅烧及刻蚀制备步骤：将所述树脂纤维膜进行预氧化，之后进行煅烧，接着进行刻蚀、水洗、干燥，即得。所述应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜为采用上述应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法制备而得。本发明通过微介孔复合的孔结构能够更好的发挥出两种孔在隔层材料中的功效并有效提升锂硫电池的性能。

Description

一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜及其制备 方法
技术领域
本发明属于能源器件材料技术领域，具体涉及一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜及其制备方法。
背景技术
进入21世纪，化石能源濒临枯竭，人们对于新型绿色能源的需求日趋强烈。以电池和超级电容器为代表的新型储能设备越来越重要，因此对环境友好，循环稳定性好，比容量高的锂离子新型电池的研究显得越来越有意义。在日常生活中锂离子电池已经被大幅度、大规模的投入使用于诸如手机、笔记本电脑、平板电脑等便携式电子器件中，而如今锂离子电池的舞台是取代传统化学能源的纯电动汽车领域。但是也存在一些问题，目前，商业化锂离子电池能量密度低，仅能满足便携型设备及低功耗电器的使用要求，而电极材料是锂离子电池的核心储能元件，而正极材料更是制约锂离子电池能量密度提高的瓶颈。传统的三元金属氧化物正极嵌锂材料通过对其组织结构或工艺的改进很难使得锂离子电池能量密度得以突破性地提高。因此，锂硫电池因其理论能量密度高近年来备受瞩目，与基于单电子储能机制的传统锂离子正极材料不同，硫单质做正极的储能机理为多电子参与的可逆氧化还原反应(16Li+S8→8Li2S)，使得硫正极材料具有1675mAh/g的理论比容量，同时成本低廉，绿色环保，已成为目前研究储能动力电池的热点之一。一种有效方法是将正极活性材料封装在导电基底中，例如纳米核壳结构、纳米碳/硫单质复合电极以及导电高分子/硫单质复合电极。除了通过正极复合设计外，在正极和隔膜之间添加自支撑的高导电率、高比表面积碳纳米纤维膜也是一种明显提高锂硫电池性能的手段。在锂硫电池正极和隔膜间添加碳纤维隔层，作为物理屏障限制多硫化物迁移，添加额外导电层提高导电性，提高正极硫活性物质的利用率。
发明内容
针对现有技术存在的不足及缺陷，本发明的目的之一在于提供一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜及其制备方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法，包括：
前驱体液的制备步骤：将树脂、助纺剂和介孔造孔剂溶于溶剂中，之后进行搅拌，得到纺丝液；
静电纺丝步骤：将所述纺丝液进行静电纺丝，之后进行干燥，得到树脂纤维膜；
煅烧及刻蚀制备步骤：将所述树脂纤维膜进行预氧化，之后进行煅烧，接着进行刻蚀、水洗、干燥得到所述树脂基纳米碳纤维膜。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述前驱体液的制备步骤中，所述树脂为聚芳醚酮基树脂，该聚芳醚酮基树脂因其所用杂萘联苯类双酚单体(DHPZ)赋予其扭曲非共面结构，具有耐高温且易溶解的特性，适合用于静电纺丝碳前驱体。所述聚芳醚酮基树脂的5％热失重温度为479-490℃，玻璃化温度Tg为264-310℃，因其具有丰富的N、O原子官能团，并且具有耐高温的能力，其在碳化过程中更好的保持整体形态。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述前驱体液的制备步骤中，所述聚芳醚酮基树脂为PPENK、PPENSk和PPENSKK中的至少一种。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述前驱体液的制备步骤中，所述介孔造孔剂为二氧化硅气凝胶；优选地，所述树脂、助纺剂和二氧化硅气凝胶的质量比为(6-18):(2-14):3。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述前驱体液的制备步骤中，所述助纺剂选自聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液、顺丁橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯和改性聚脲中的至少一种。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述前驱体液的制备步骤中，所述二氧化硅气凝胶的粒度为7-35nm。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述前驱体液的制备步骤中，所述溶剂为N，N-二甲基乙酰胺。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述前驱体液的制备步骤中，所述搅拌进行的温度为30～60℃，时间为0.5-10h。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述静电纺丝步骤中，所述静电纺丝的条件为：电压5-25kV，接收距离5-30cm，空气湿度5-55％。静电纺丝得到的树脂纤维膜内部及表面均匀分布着SiO2。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述煅烧及刻蚀步骤中，所述预氧化的温度为180～350℃，时间为3-8h。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述煅烧及刻蚀步骤中，所述煅烧的温度为800～1200℃，时间为2-4h。优选地，所述煅烧在氮气气氛下进行。本发明中，普遍纤维膜碳化温度越高，纤维中碳的含量越高，导电性也越好；但同时，随着碳化温度的提高，纤维热损失增大，最终碳产物的保留率也会降低，因此碳化温度(即煅烧温度)需要在800-1200℃的温度范围内才能实现发明目的。
在上述树脂基纳米碳纤维膜的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述煅烧及刻蚀步骤中，所述刻蚀具体为：采用氢氟酸在搅拌条件下进行所述刻蚀；优选地，所述氢氟酸的浓度为10wt％～20wt％，所述搅拌的时间为4～8h。
一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜，所述树脂基纳米碳纤维膜为采用上述应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法制备而得。
在上述应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜中，作为一种优选实施方式，所述树脂基纳米碳纤维膜含有微孔和介孔。
本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
(1)本发明所选用的PPENK树脂，具有二氮杂萘酮联苯的扭曲非共面结构赋予其良好的溶解性，使得该树脂更易于静电纺丝前驱体液的配置。制备的树脂基纳米碳纤维膜具有N、O杂原子的掺杂，并具有微介孔复合的孔径分布；其中N、O杂原子的掺杂可以通过静电偶极作用对多硫化物进行吸附，抑制在充放电过程中多硫化物的穿梭效应；同时微介孔的复合,可使得微孔与介孔同时发挥作用，其中微孔能够物理吸附可溶性多硫化物并作为反应的活性位点将多硫化物限制在正极区域。介孔能够将电解质通过孔道输送到微孔反应位点，进一步促进被截留的活性物质的再活化。通过这种微介孔复合的孔结构能够更好的发挥出两种孔在隔层材料中的功效并有效提升锂硫电池的性能。
(2)本发明所制备的树脂基纳米碳纤维膜作为锂硫电池隔层，可吸附可溶性多硫化物抑制穿梭效应并改善硫正极导电性。
(3)锂硫电池中硫正极导电性极差，加入本发明高导电的纳米碳纤维膜，有利于改善硫正极导电性，从而较高地提高锂硫电池的电化学性能。
附图说明
图1为本发明实施例1-3中所用树脂PPENK的分子通式；
图2为采用本发明实施例1所制备的树脂基纳米碳纤维膜的锂硫电池电化学性能图；
图3为本发明实施例1-3及对比例1所制备的树脂基纳米碳纤维膜的氮气吸脱附曲线；
图4为本发明实施例1-3及对比例1所制备的树脂基纳米碳纤维膜的孔径分布图；
图5为本发明实施例1-3及对比例1、2所制备的锂硫电池在0.2C下循环测试。
图6为本发明实施例1所制备的树脂基纳米碳纤维膜的扫描电子图像；
具体实施方式
为了突出表达本发明的目的、技术方案及优点，下面结合实施例对本发明进一步说明，示例通过本发明的解释方式表述而非限制本发明。本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
在本发明中，若非特指，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。
下述实施例中所用PPENK的制备方法参考‘王明晶.含二氮杂萘酮联苯结构新型聚芳醚睛的研究[D].大连：大连理工大学，2007’；下述所用PPENK的物化性质为：5％热失重温度为490℃，Tg为289℃。
实施例1
1)制备静电纺丝前驱体液：
用分析天平准确称取PPENK，PVP，SiO2气凝胶粉末，将其溶于N，N-二甲基乙酰胺中(质量比PPENK：PVP：SiO2＝10:10:3)配置浓度为23wt％的PPENK/PVP/SiO2-N,N-二甲基乙酰胺溶液，密封，40℃搅拌4h，得到均一稳定的静电纺丝溶液。
(2)采用静电纺丝装备制得纳米纤维膜，纺丝电压20kV，接收距离20cm，空气湿度35％，纺得的纤维在真空干燥箱80℃干燥12h，得到树脂纤维膜。
(3)碳化，将树脂纤维膜在350℃下预氧化3h，N2气氛下1000℃的条件下碳化2h，冷却至室温后，采用浓度为10wt％的氢氟酸，搅拌4h条件下进行氢氟酸刻蚀，之后水洗、干燥制备纳米碳纤维膜。
(4)将S单质：Super P：PVDF以7：2：1的质量比采用传统刮涂法制得正极，以步骤(3)中制得纳米纤维膜作为隔层，以商用隔膜Celgard 2400作为隔膜，接着以锂金属片为负极,以溶有1.0M双三氟甲磺酸亚胺锂(LiTFSI)和1.0wt％LiNO3的二氧环烷/乙二醇二甲醚(DOL/DME v:v＝1:1)作为电解液，将正极、隔层、隔膜、负极和电解液装配为2032型扣式电池。
实施例2
(1)制备静电纺丝前驱体液：
用分析天平准确称取PPENK，PVP，SiO2气凝胶粉末于N，N-二甲基乙酰胺中(质量比PPENK：PVP：SiO2＝14:6:3)配置浓度为23wt％的PPENK/PVP/SiO2-N,N-二甲基乙酰胺溶液，密封，40℃搅拌4h，得到均一稳定的静电纺丝溶液。
(2)采用静电纺丝装备制得纳米纤维膜，纺丝电压20kV，接收距离20cm，空气湿度35％，纺得的纤维在真空干燥箱80℃干燥12h，得到树脂纤维膜。
(3)碳化，在350℃下预氧化3h，N2气氛下1000℃的条件下碳化2h，冷却至室温后，采用浓度为10wt％的氢氟酸，搅拌4h条件下进行氢氟酸刻蚀，之后水洗、干燥制备纳米碳纤维膜。
(4)将S单质：Super P：PVDF以7：2：1的质量比采用传统刮涂法制得正极，以步骤(3)中制得纳米纤维膜作为隔层，以商用隔膜Celgard 2400作为隔膜，接着以锂金属片为负极,以溶有1.0M双三氟甲磺酸亚胺锂(LiTFSI)和1.0wt％LiNO3的二氧环烷/乙二醇二甲醚(DOL/DME v:v＝1:1)作为电解液，将正极、隔层、隔膜、负极和电解液装配为2032型扣式电池。
实施例3
(1)制备静电纺丝前驱体液：
用分析天平准确称取PPENK，PVP，SiO2气凝胶粉末于N，N-二甲基乙酰胺中(质量比PPENK：PVP：SiO2＝6:14:3)配置浓度为23wt％的PPENK/PVP/SiO2-N,N-二甲基乙酰胺溶液，密封，40℃搅拌4h，得到均一稳定的静电纺丝溶液。
(2)采用静电纺丝装备制得纳米纤维膜，纺丝电压20kV，接收距离20cm，空气湿度35％，纺得的纤维在真空干燥箱80℃干燥12h，得到树脂纤维膜。
(3)碳化，在350℃下预氧化3h，N2气氛下1000℃的条件下碳化2h，冷却至室温后，采用浓度为10wt％的氢氟酸，搅拌4h条件下进行氢氟酸刻蚀，之后水洗、干燥制备纳米碳纤维膜。
(4)将S单质：Super P：PVDF以7：2：1的质量比采用传统刮涂法制得正极，以步骤(3)中制得纳米纤维膜作为隔层，以商用隔膜Celgard 2400作为隔膜，接着以锂金属片为负极,以溶有1.0M双三氟甲磺酸亚胺锂(LiTFSI)和1.0wt％LiNO3的二氧环烷/乙二醇二甲醚(DOL/DME v:v＝1:1)作为电解液，将正极、隔层、隔膜、负极和电解液装配为2032型扣式电池。
对比例1
(1)制备静电纺丝前驱体液：
用分析天平准确称取PPENK，PVP于N，N-二甲基乙酰胺中(质量比PPENK：PVP＝10：10)配置浓度为20％的PPENK/PVP-N,N-二甲基乙酰胺溶液，密封，40℃搅拌4h，得到均一稳定的静电纺丝溶液。
(2)采用静电纺丝装备制得纳米纤维膜，纺丝电压20kV，接收距离20cm，空气湿度35％，纺得的纤维在真空干燥箱80℃干燥12h，得到树脂纤维膜。
(3)碳化，在350℃下预氧化3h，N2气氛下1000℃的条件下碳化2h，冷却至室温后，采用浓度为10wt％的氢氟酸，搅拌4h条件下进行氢氟酸刻蚀，之后水洗、干燥制备纳米碳纤维膜。
(4)将S单质：Super P：PVDF以7：2：1的质量比采用传统刮涂法制得正极，以步骤(3)中制得纳米纤维膜作为隔层，以商用隔膜Celgard 2400作为隔膜，接着以锂金属片为负极,以溶有1.0M双三氟甲磺酸亚胺锂(LiTFSI)和1.0wt％LiNO3的二氧环烷/乙二醇二甲醚(DOL/DME v:v＝1:1)作为电解液，将正极、隔层、隔膜、负极和电解液装配为2032型扣式电池。
对比例2
将S单质：Super P：PVDF以7：2：1的质量比采用传统刮涂法制得正极，以商用隔膜Celgard 2400作为隔膜，接着以锂金属片为负极,以溶有1.0M双三氟甲磺酸亚胺锂(LiTFSI)和1.0wt％LiNO3的二氧环烷/乙二醇二甲醚(DOL/DME v:v＝1:1)作为电解液，将正极、隔膜、负极和电解液装配为2032型扣式电池。
图1是PPENK分子通式。
图2是实施例1所制的树脂基纳米碳纤维膜的锂硫电池电化学性能图；通过蓝点电池测试系统进行循环性能测试。通过图2的电化学性能可以看出，在2C大电流密度下进行循环稳定性的测试，首次放电比容量为537.8mAh/g，在循环过程中上升至763mAh/g的放电比容量，经300次循环后仍然能保持526.7mAh/g的放电比容量，表现出了树脂基微介孔纳米碳纤维做为隔层锂硫电池的优秀循环性能。
图3是实施例1、2、3及对比例1所致得纳米碳纤维膜的氮气吸脱附曲线图。通过图中所示可以看出实施例1、2、3中有明显低压区吸附曲线对应于材料中的微孔结构，并且在中高压区具有明显滞后环对应于材料中的介孔，而对比例1的氮气吸脱附曲线证明其并不具有孔结构存在。
图4是实施例1-3及对比例1所制的树脂基纳米碳纤维膜的孔径分布图。通过图3的孔径分布图可以看出，通过本方法制得的三种树脂基纳米碳纤维均具有微介孔复合的孔径分布。其中对比例所制纤维仅有极少量孔存在。
图5是实施例1，实施例2，实施例3，对比例1以及对比例2在0.2C电流密度下循环性能测试。实施例1，2，3均具有较高的初始放电比容量分别为1028.2，811.9，984.3mAh/g。而对比例1，2仅显示出773.8，456.5mAh/g的初始放电比容量。经200次循环后，实施例1，2，3能保持较高的放电比容量862.5，654.6，609.1mAh/g，而对比例1与对比例2仅能保持401.4与324.3mAh/g的放电比容量。表现出了树脂基微介孔纳米碳纤维做为隔层锂硫电池的优秀循环性能。
图6是实施例1所制得的树脂基纳米碳纤维膜的扫描电镜图像。通过图4的SEM扫描电镜分析发现，实施例1工艺下制备的纳米碳纤维膜，呈一维纤维结构，纤维直径约700纳米。

Claims (10)

1.一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法，其特征在于，包括：
前驱体液的制备步骤：将树脂、助纺剂和介孔造孔剂溶于溶剂中，之后进行搅拌，得到纺丝液；
静电纺丝步骤：将所述纺丝液进行静电纺丝，之后进行干燥，得到树脂纤维膜；
煅烧及刻蚀制备步骤：将所述树脂纤维膜进行预氧化，之后进行煅烧，接着进行刻蚀、水洗、干燥得到所述树脂基纳米碳纤维膜，所述预氧化的温度为180~350℃，时间为3-8 h；所述煅烧的温度为800~1200℃，时间为2-4 h；
所述前驱体液的制备步骤中，所述树脂为聚芳醚酮基树脂，所述介孔造孔剂为二氧化硅气凝胶，所述聚芳醚酮基树脂、助纺剂和二氧化硅气凝胶的质量比为(6-18):(2-14): 3；
所述聚芳醚酮基树脂为PPENK、PPENSK和PPENSKK中的至少一种；
所述助纺剂选自聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液、顺丁橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯和改性聚脲中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法，其特征在于，所述聚芳醚酮基树脂的5%热失重温度为479-490℃，玻璃化温度Tg为264-310℃。
3.根据权利要求1所述的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法，其特征在于，在所述前驱体液的制备步骤中，所述二氧化硅气凝胶的粒度为7-35nm。
4.根据权利要求1所述的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法，其特征在于，在所述前驱体液的制备步骤中，所述溶剂为N，N-二甲基乙酰胺。
5.根据权利要求1所述的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法，其特征在于，在所述前驱体液的制备步骤中，所述搅拌进行的温度为30~60℃，时间为0.5-10 h。
6.根据权利要求1所述的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法，其特征在于，在所述静电纺丝步骤中，所述静电纺丝的条件为：电压5-25 kV，接收距离5-30 cm，空气湿度5-55%。
7.根据权利要求1所述的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法，其特征在于，所述刻蚀具体为：采用氢氟酸在搅拌条件下进行所述刻蚀。
8.根据权利要求7所述的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法，其特征在于，所述氢氟酸的浓度为10wt%~20 wt%，所述搅拌的时间为4~8 h。
9.一种应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜，其特征在于，所述树脂基纳米碳纤维膜为采用权利要求1-8中任一项所述的树脂基纳米碳纤维膜的制备方法制备而得。
10.根据权利要求9所述的应用于锂硫电池隔层的树脂基纳米碳纤维膜，其特征在于，所述树脂基纳米碳纤维膜含有微孔和介孔。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112542564B (zh) * 2020-12-08 2021-10-01 四川虹微技术有限公司 一种原位构建多功能仿生膜的金属锂负极及其制备方法
CN116515058A (zh) * 2023-04-03 2023-08-01 大连理工大学 一种高分子基分子间“吸附-配对”协同的二维功能材料及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103014921A (zh) * 2012-12-17 2013-04-03 中国科学院化学研究所 多孔碳纤维及其制备方法
CN105401335A (zh) * 2015-09-06 2016-03-16 天津工业大学 一种聚芳醚酮基微/纳米纤维的制备方法
CN106340632A (zh) * 2016-08-29 2017-01-18 温州大学 碳纳米球/硫复合材料及其制备方法和应用
CN108666570A (zh) * 2018-04-12 2018-10-16 深圳大学 多孔碳纳米带锂硫电池正极材料及其制备方法和应用
CN108987648A (zh) * 2018-06-28 2018-12-11 肇庆市华师大光电产业研究院 一种应用于锂硫电池中的正极功能性隔层的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10873083B2 (en) * 2017-11-30 2020-12-22 Global Graphene Group, Inc. Anode particulates or cathode particulates and alkali metal batteries

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103014921A (zh) * 2012-12-17 2013-04-03 中国科学院化学研究所 多孔碳纤维及其制备方法
CN105401335A (zh) * 2015-09-06 2016-03-16 天津工业大学 一种聚芳醚酮基微/纳米纤维的制备方法
CN106340632A (zh) * 2016-08-29 2017-01-18 温州大学 碳纳米球/硫复合材料及其制备方法和应用
CN108666570A (zh) * 2018-04-12 2018-10-16 深圳大学 多孔碳纳米带锂硫电池正极材料及其制备方法和应用
CN108987648A (zh) * 2018-06-28 2018-12-11 肇庆市华师大光电产业研究院 一种应用于锂硫电池中的正极功能性隔层的制备方法

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