[發(fā)明專利]用于鋰/鈉離子電池負(fù)極的氮摻雜多孔碳納米纖維復(fù)合材料及制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010048404.3 | 申請日： | 2020-01-16 |
| 公開（公告）號： | CN111244412A | 公開（公告）日： | 2020-06-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 孫曉紅;靳士波;樊冰清;鄭超逸;蔡婧涵;鄭春明 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津大學(xué) |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/054;C01B32/158;C01B32/16 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201 | 代理人： | 王麗 |
| 地址： | 300350 天津市津南區(qū)海*** | 國省代碼： | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 鈉離子 電池 負(fù)極 摻雜 多孔 納米 纖維 復(fù)合材料 制備 方法 | ||
1.一種用于鋰/鈉離子電池負(fù)極的多孔的氮摻雜碳纖維復(fù)合材料，其特征是復(fù)合材料呈現(xiàn)多孔的結(jié)構(gòu)且氮摻雜在碳纖維中，同時(shí)多孔碳纖維相互交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
2.用于鋰/鈉離子電池負(fù)極的氮摻雜多孔碳納米纖維復(fù)合材料的制備方法；步驟如下：
1).將聚丙烯腈(PAN)加入到二甲基甲酰胺(DMF)中，在50-70℃以300-500r/min攪拌2-4h，使PAN均勻分散于DMF中；
2).將醋酸鋅(Zn(Ac)2)加入到步驟1)制得的溶液中，以300-500r/min攪拌6-10h；
3).將步驟2)制得的溶液進(jìn)行靜電紡絲，得到PAN/Zn(Ac)2復(fù)合材料；
4).將步驟3)制得的PAN/Zn(Ac)2復(fù)合材料浸泡在2-甲基咪唑的乙醇溶液中，繼而抽濾得到ZIF-8/PAN/Zn(Ac)2復(fù)合納米纖維；
5).將步驟4)制得的復(fù)合材料先放入馬弗爐中進(jìn)行煅燒，自然冷卻至室溫；繼而轉(zhuǎn)入管式爐中在氬氣中煅燒，自然冷卻至室溫；
6).將步驟5).制得的產(chǎn)物浸泡于酸中刻蝕掉鋅元素，洗滌以及干燥，得到氮摻雜多孔碳納米纖維復(fù)合材料。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述步驟1)中聚丙烯腈的濃度為0.05-0.14g/mL。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述步驟2)中醋酸鋅與聚丙烯腈的質(zhì)量之比為1:1-3:1。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述步驟3)中靜電紡絲條件：電壓為18-22kV，設(shè)置流量為0.4-0.8mL/h，距離為15-20cm。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述步驟4)中2-甲基咪唑的濃度為0.05-0.15g/mL，浸泡時(shí)間10-24h。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述步驟5)中馬弗爐煅燒條件：升溫速率1-2℃/min，在240-280℃保溫2-4h，然后自然冷卻到室溫。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述步驟5)中管式爐煅燒條件：升溫速率2-5℃/min，在650-750℃保溫6-10h，然后自然冷卻到室溫。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述步驟6)中酸為硫酸、硝酸或鹽酸的一種，浸泡時(shí)間6-24h，用乙醇和去離子水沖洗6-8次。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述步驟6)干燥條件：50-80℃下干燥10-18h。
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