[發明專利]鋰硫電池隔膜改性用石墨烯氮化鈮功能層及制備和應用

在審

• 申請號: 202111481885.8
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114156597A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 馬飛;陳遠富;張小娟;張子恒;王濱;劉大維;陳鑫
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/409;H01M10/052
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

1.一種鋰硫電池隔膜改性用石墨烯氮化鈮功能層的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：前軀體的制備：以25-100毫克氯化鈮、15-60毫克氧化石墨烯、600-800毫克烏托品為原料，以20-40毫升水和20-40毫升乙醇為溶劑，先將氯化鈮以及烏托品粉末溶解在所述乙醇中得溶液A，氧化石墨烯超聲分散在所述水中得溶液B，將溶液A和B混合并室溫下攪拌0.5小時；

步驟2：前軀體的制備：將上述混合溶液放入微波裝置中，在80℃、800W下反應0.5小時；微波反應結束后收集產物，得到棕黃色前軀體粉末；

步驟3：氨化過程：在氨氣氛圍下將棕黃色前軀體粉末通過管式爐進行高溫退火處理，高溫退火為800℃保持5個小時，得到最終產物粉末。

2.根據權利要求1所述的鋰硫電池隔膜改性用石墨烯氮化鈮功能層的制備方法，其特征在于：步驟1進一步為：

以25-100毫克氯化鈮、15-60毫克氧化石墨烯、600-800毫克烏托品為原料，以20-40毫升去離子水和20-40毫升乙醇為溶劑，先將氯化鈮以及烏托品粉末溶解在乙醇中得溶液A；將氧化石墨烯放入去離子水中，通過細胞粉碎機超聲0.5小時，得到均勻的分散液B，將溶液A和B混合并室溫下攪拌0.5小時。

3.根據權利要求1所述的鋰硫電池隔膜改性用石墨烯氮化鈮功能層的制備方法，其特征在于：步驟3中，管式爐中升溫速率為每分鐘5℃。

4.根據權利要求1所述的鋰硫電池隔膜改性用石墨烯氮化鈮功能層的制備方法，其特征在于：步驟1進一步為：前軀體的制備：以50毫克氯化鈮、30毫克氧化石墨烯、700毫克烏托品為原料，以30毫升去離子水和30毫升乙醇為溶劑，先將氯化鈮以及烏托品粉末溶解在乙醇中得溶液A，石墨烯超聲分散在去離子水中得溶液B，將溶液A和B混合并室溫下攪拌0.5小時。

5.根據權利要求1所述的鋰硫電池隔膜改性用石墨烯氮化鈮功能層的制備方法，其特征在于：步驟2中，將微波反應產物用水和乙醇離心洗滌，最后，在60℃真空干燥箱干燥12小時，即得到棕黃色前驅體粉末。

6.權利要求1至5任意一項所述方法制備的鋰硫電池隔膜改性用石墨烯氮化鈮功能層，其特征在于：其為氮化鈮納米點復合氮摻雜石墨烯納米片。

7.根據權利要求6所述的鋰硫電池隔膜改性用石墨烯氮化鈮功能層，其特征在于：納米點狀的氮化鈮均勻分散在氮摻雜石墨烯納米片的整個表面。

8.權利要求6所述的一種鋰硫電池隔膜改性用石墨烯氮化鈮功能層的應用，其特征在于：氮化鈮納米點復合氮摻雜石墨烯納米片作為隔膜改性功能層，應用在鋰硫電池中用于提高鋰硫電池的循環性能。