多壁碳納米管(直徑為10nm，長度為200nm)和0.02g的海藻酸鈉在研缽里充分的研磨，接著加入適量的超純水進行濕磨，隨后用刮刀將漿料涂覆在固定好的隔膜上，真空干燥12小時后切成適量尺寸備用。
[0047]制備50mL的濃硝酸和150mL濃硫酸的混合溶液，將Ig的中空碳纖維(直徑為40nm，長度為10 μ m)加入溶液中，磁力攪拌5小時后，過濾產(chǎn)物并用去離子水和乙醇分別洗滌三次，得到活化的中空碳纖維。取制得的活化中空碳纖維0.6g和砸粉0.4g，充分研磨后，將樣品在260°C下隔絕空氣加熱12小時，得到中空碳纖維和砸復合材料。
[0048]取中空碳纖維和砸復合材料lOOmg，在乙醇中超聲30分鐘、攪拌30分鐘后，用涂覆了多壁碳納米管的隔膜作為濾膜，真空抽濾即得到鋰砸電池柔性電極，得到的電極活性物質(zhì)砸的面密度為4mg cnT2。
[0049]采用本實施例制備的鋰砸電池電極與鋰負極組裝成扣式電池，室溫下在O?3V電壓區(qū)間內(nèi)，0.5C(337.5mA/g)恒流放電時，循環(huán)100圈后比容量可保持在505mAh/g以上；室溫下倍率放電20圈后，在大倍率5C(3375mA/g)下比容量保持在312mAh/g。
[0050]實施例3
[0051]將0.18g的多壁碳納米管(直徑為10nm，長度為200nm)和0.02g的海藻酸鈉在研缽里充分的研磨，接著加入適量的超純水進行濕磨，隨后用刮刀將漿料涂覆在固定好的隔膜上，真空干燥12小時后切成適量尺寸備用。
[0052]制備50mL的濃硝酸和150mL濃硫酸的混合溶液，將Ig的中空碳纖維(直徑為40nm，長度為10 μ m)加入溶液中，磁力攪拌5小時后，過濾產(chǎn)物并用去離子水和乙醇分別洗滌三次，得到活化的中空碳纖維。取制得的活化中空碳纖維0.5g和砸粉0.5g，充分研磨后，將樣品在260°C下隔絕空氣加熱12小時，得到中空碳纖維和砸復合材料。
[0053]取中空碳纖維和砸復合材料60mg，在乙醇中超聲30分鐘、攪拌30分鐘后，用涂覆了碳納米管的隔膜作為濾膜，真空抽濾即得到鋰砸電池柔性電極，得到的電極活性物質(zhì)砸的面密度為3mg cnT2。
[0054]采用本實施例制備的鋰砸電池電極與鋰負極組裝成扣式電池，室溫下在O?3V電壓區(qū)間內(nèi)，0.5C(337.5mA/g)恒流放電時，循環(huán)100圈后比容量可保持在510mAh/g以上；室溫下倍率放電20圈后，在大倍率5C(3375mA/g)下比容量保持在315mAh/g。
[0055]實施例4
[0056]將0.18g的多壁碳納米管(直徑為10nm，長度為200nm)和0.02g的海藻酸鈉在研缽里充分的研磨，接著加入適量的超純水進行濕磨，隨后用刮刀將漿料涂覆在固定好的隔膜上，真空干燥12小時后切成適量尺寸備用。
[0057]制備50mL的濃硝酸和150mL濃硫酸的混合溶液，將Ig的中空碳纖維(直徑為40nm，長度為10 μ m)加入溶液中，磁力攪拌5小時后，過濾產(chǎn)物并用去離子水和乙醇分別洗滌三次，得到活化的中空碳纖維。取制得的活化中空碳纖維0.3g和砸粉0.7g，充分研磨后，將樣品在260°C下隔絕空氣加熱12小時，得到中空碳纖維和砸復合材料。
[0058]取中空碳纖維和砸復合材料42.9mg，在乙醇中超聲30分鐘、攪拌30分鐘后，用涂覆了碳納米管的隔膜作為濾膜，真空抽濾即得到鋰砸電池柔性電極，得到的電極活性物質(zhì)砸的面密度為3mg cm_2。
[0059]采用本實施例制備的鋰砸電池電極與鋰負極組裝成扣式電池，室溫下在O?3V電壓區(qū)間內(nèi)，0.5C(337.5mA/g)恒流放電時，循環(huán)100圈后比容量可保持在313mAh/g以上；室溫下倍率放電20圈后，在大倍率5C(3375mA/g)下比容量保持在190mAh/g。
[0060]對比例I
[0061]將0.18g的多壁碳納米管(直徑為10nm，長度為200nm)和0.02g的海藻酸鈉在研缽里充分的研磨，接著加入適量的超純水進行濕磨，隨后用刮刀將漿料涂覆在固定好的隔膜上，真空干燥12小時后切成適量尺寸備用。
[0062]制備50mL的濃硝酸和150mL濃硫酸的混合溶液，將Ig的中空碳纖維(直徑為40nm，長度為10 μ m)加入溶液中，磁力攪拌5小時后，過濾產(chǎn)物并用去離子水和乙醇分別洗滌三次，得到活化的中空碳纖維。取制得的活化中空碳纖維0.2g和砸粉0.Sg(，充分研磨后，將樣品在260°C下隔絕空氣加熱12小時，得到中空碳纖維和砸復合材料。
[0063]取中空碳纖維和砸復合材料37.5mg，在乙醇中超聲30分鐘、攪拌30分鐘后，用涂覆了碳納米管的隔膜作為濾膜，真空抽濾即得到鋰砸電池柔性電極，得到的電極活性物質(zhì)砸的面密度為3mg cm_2。
[0064]采用本實施例制備的鋰砸電池電極與鋰負極組裝成扣式電池，室溫下在O?3V電壓區(qū)間內(nèi)，0.5C(337.5mA/g)恒流放電時，循環(huán)100圈后比容量可保持在95mAh/g以上；室溫下倍率放電20圈后，在大倍率5C(3375mA/g)下比容量保持在65mAh/g。
[0065]對比例2
[0066]將0.18g的多壁碳納米管(直徑為10nm，長度為200nm)和0.02g的海藻酸鈉在研缽里充分的研磨，接著加入適量的超純水進行濕磨，隨后用刮刀將漿料涂覆在固定好的隔膜上，真空干燥12小時后切成適量尺寸備用。
[0067]制備50mL的濃硝酸和150mL濃硫酸的混合溶液，將Ig的中空碳纖維(直徑為40nm，長度為10 μ m)加入溶液中，磁力攪拌5小時后，過濾產(chǎn)物并用去離子水和乙醇分別洗滌三次，得到活化的中空碳纖維。取制得的活化中空碳纖維0.6g和砸粉0.4g，充分研磨后，將樣品在260°C下隔絕空氣加熱12小時，得到中空碳纖維和砸復合材料。
[0068]取中空碳纖維和砸復合材料150mg，在乙醇中超聲30分鐘、攪拌30分鐘后，用涂覆了碳納米管的隔膜作為濾膜，真空抽濾即得到鋰砸電池柔性電極，得到的電極活性物質(zhì)砸的面密度為6mg cm_2。
[0069]采用本實施例制備的鋰砸電池電極與鋰負極組裝成扣式電池，室溫下在O?3V電壓區(qū)間內(nèi)，0.5C(337.5mA/g)恒流放電時，循環(huán)100圈后比容量可保持在87mAh/g以上；室溫下倍率放電20圈后，在大倍率5C(3375mA/g)下比容量保持在63mAh/g。
【主權項】
1.一種鋰砸電池柔性正極的制備方法，其特征在于，將多壁碳納米管、粘結(jié)劑制成漿料涂覆在隔膜的一側(cè)，干燥得到多砸化物吸附層；將中空碳纖維和單質(zhì)砸的復合物在低碳醇中分散完全后，涂覆多壁碳納米管的隔膜上，經(jīng)真空抽濾得到活性物質(zhì)層，干燥之后即得鋰砸電池柔性正極；所述的中空碳纖維和砸的復合物是將酸處理活化后的中空碳纖維和單質(zhì)砸加熱復合得到；所述的低碳醇為碳原子數(shù)為I?4的醇。2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的酸處理活化后的中空碳纖維是指將中空碳纖維分散在濃硫酸和濃硝酸的體積比為2.5?3.5:1的混合溶劑中，室溫磁力攪拌。3.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的室溫磁力攪拌時間為5?15小時。4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的中空碳纖維和單質(zhì)砸的復合物是將酸處理活化后的中空碳纖維和單質(zhì)砸混合均勻后，在250°C?270°C下加熱得到的。5.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在250°C?270°C下加熱12?20小時得到的。6.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，中空碳纖維和單質(zhì)砸的復合物中砸的質(zhì)量含量為35?75%。7.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的多硫化物吸附層中使用的粘接劑為海藻酸鈉、羧甲基纖維素一種或兩種。8.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，將多壁碳納米管、粘結(jié)劑制成漿料過程中加入的溶劑為高純水。9.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的多壁碳納米管直徑為10?30nm，長度為200nm?2 μ m ;所述的中空碳纖維直徑為40-200nm，長度為10 μ m?50 μ m。10.根據(jù)權利要求1-9任一項所述的制備方法，其特征在于，所述的活性物質(zhì)層干燥后砸的面密度為2.5?5mg/cm2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰硒電池柔性正極的制備方法，該制備方法是在隔膜的一側(cè)涂覆一層多壁碳納米管多硒化物吸附層；再將中空碳纖維和單質(zhì)硒的復合材料真空抽濾涂覆多壁碳納米管的隔膜上，構(gòu)筑一層活性物質(zhì)層，即得鋰硒電池柔性電極。該制備方法操作簡單，成本低，制得的鋰硒電池正極具有良好的力學性能和電學性能，載硒量大，活性物質(zhì)的利用率高，大大提高了鋰硒電池的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能，具備很高的應用潛力和商業(yè)價值。
【IPC分類】H01M4/1393, H01M4/583, H01M4/1397, H01M4/58, H01M10/36
【公開號】CN104953093
【申請?zhí)枴緾N201510386020
【發(fā)明人】張治安, 王冠超, 楊富華, 賴延清
【申請人】中南大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月30日