[發(fā)明專利]一種柔性膜的制備方法、制得的柔性膜、電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110261102.9
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113036092B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭方才;姚閣;王俊中
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號: H01M4/1397
• 分類號: H01M4/1397;H01M4/62;H01M4/58;H01M4/136;H01M10/054;D01D5/00;B82Y30/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 葉濛濛

本發(fā)明公開一種柔性膜的制備方法，涉及鈉離子電池負(fù)極材料技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：(1)將有機酸分散于N,N?二甲基甲酰胺，形成混合溶液一；(2)將乙酰丙酮基配合物溶于混合溶液一，形成混合溶液二；(3)將硫代乙酰胺溶于混合溶液二，形成混合溶液三；(4)將聚丙烯腈分散于混合溶液三，得到混合溶液四；(5)將混合溶液四通過工業(yè)化的靜電紡絲設(shè)備紡絲成前驅(qū)體膜；(6)將前驅(qū)體膜與硫粉在惰性氣氛下煅燒得到柔性膜。本發(fā)明還提供采用上述方法制得的柔性膜、包括柔性膜的電池。本發(fā)明的優(yōu)點為：柔性膜作為鈉(離子)電池電極材料，具有成本低、原料豐富、制備方法簡單、適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)、便于存儲和循環(huán)穩(wěn)定性強的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈉離子電池負(fù)極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性膜的制備方法、制得的柔性膜、電池。

背景技術(shù)

柔性器件在工業(yè)設(shè)備，個人生活的電子設(shè)備，以及在仿生學(xué)、生物集成方面有著非常重要的應(yīng)用，柔性電極近年來也吸引了極大的關(guān)注。通常選用的柔性基底有石墨烯、碳納米纖維、商用碳布和金屬等，這些材料的價格較貴，合成技術(shù)復(fù)雜，所以成本較高。同時，常用的高容量材料與柔性材料復(fù)合的方法如高溫水熱法、浸漬法和電沉積法，通常會面臨能耗較大、負(fù)載不均，以及工藝復(fù)雜的問題。因此急需開發(fā)一種在溫和條件下使得高容量材料與價格低廉的柔性基底進行簡便、有效、均勻復(fù)合的方法。

靜電紡絲技術(shù)是構(gòu)筑納米纖維膜材料的重要手段，通過靜電紡絲制備的納米纖維膜具有極大的比表面積、高的孔隙率、加工簡單等優(yōu)點。對紡出的纖維進行調(diào)控，可以制備出結(jié)構(gòu)多樣、各種功能化的納米纖維材料。聚丙烯腈是一種常見的高分子聚合物，廣泛應(yīng)用于靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維材料。通過對聚丙烯腈改性，將其與其他的分子相結(jié)合，對其進行修飾，并且經(jīng)過高溫處理之后，獲得與其他電極活性材料有效復(fù)合的柔性膜材料，具有高的導(dǎo)電性的同時保持柔性，進而提升材料的能量密度。

鈉離子電池未來在大規(guī)模電力儲能領(lǐng)域和低速交通工具方面有廣泛的應(yīng)用前景，如風(fēng)力電站、太陽能電站、家庭儲能、電動汽車等，因為其儲量豐富、價格低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點，鈉離子電池在未來大規(guī)模儲能領(lǐng)域極具優(yōu)勢。然而目前的鈉離子電池距離應(yīng)用于儲能領(lǐng)域和電動汽車等方面還有很大的距離，開發(fā)具有高能量密度和長循環(huán)穩(wěn)定性的鈉離子電池成為目前鈉離子電池的研究發(fā)展方向之一。鈉離子電池電極材料是當(dāng)前研究的核心，在鈉離子電池負(fù)極材料方面，金屬硫化物由于具有儲量豐富、安全性高和理論比容量高的優(yōu)點而具有良好的發(fā)展前景。

當(dāng)前對金屬硫化物的研究主要是提升自身的質(zhì)量比容量，而對金屬硫化物的柔性膜電極的研究較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種柔性膜的制備方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題：

一種柔性膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將有機酸分散于N,N-二甲基甲酰胺中，形成混合溶液一；

(2)將乙酰丙酮基配合物溶于步驟(1)得到的混合溶液一，攪拌后形成混合溶液二；

(3)將硫代乙酰胺溶于步驟(2)得到的混合溶液二，攪拌均勻后形成混合溶液三；

(4)將聚丙烯腈分散于步驟(3)得到的混合溶液三，在一定的溫度下攪拌數(shù)小時，得到均勻分散的混合溶液四；

(5)將步驟(4)得到的混合溶液四通過工業(yè)化的靜電紡絲設(shè)備紡絲成前驅(qū)體膜；

(6)將步驟(5)得到的前驅(qū)體膜與硫粉在惰性氣氛下煅燒，得到柔性膜。

有益效果：本發(fā)明的柔性膜采用可工業(yè)化的靜電紡絲技術(shù)，高溫煅燒的方法制備而成，具有成本低、原料豐富、制備方法簡單、適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)、便于存儲和循環(huán)穩(wěn)定性強的優(yōu)點，具有廣闊的實用價值和市場前景。