CN111370629A - 一种自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂硫电池的技术领域，具体的涉及一种自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法。该功能性隔层为ZIF8/Mxene复合材料掺杂有聚丙烯腈纳米纤维。该功能性隔层有效缓解了目前锂硫电池中多硫化物“穿梭效应”明显的问题以及电化学性能不稳定的缺陷。

Description

一种自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法
技术领域
本发明属于锂硫电池的技术领域，具体的涉及一种自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法。
背景技术
随着科学技术和信息产业的飞速发展，当今世界急切需求可再生能源和新能源。锂离子电池具有高比能、环境友好无污染、资源丰富、价格低廉等优点，成为移动电子产品和电动汽车等储能设备的选择。以硫作为锂硫电池正极材料，其理论容量达到1675mAh/g，理论能量密度可达到2600Wh/kg，锂硫电池被认为是最具发展前景的二次电池之一。然而，单质硫的导电性很差，其充放电过程的中间产物导电性也差，多硫化物在反应过程中存在穿梭效应等问题，导致正极材料的利用率一直处于较低的水平，影响其的实际应用。因此，如何提高锂硫电池的循环寿命、提高正极活性物质利用率以及改善其导电性，解决多硫化物穿梭效应等问题成为锂硫电池的研究重点。
现有技术中功能性隔层可以用来直接解决锂硫电池的穿梭效应，大多数功能性隔层利用普通的隔膜，将所设计得到的物质涂敷在隔膜表面，使其存在于极片与锂片之间，能起到物理性或化学性固定多硫化物以避免穿梭的效果，这样提高了正极活性物质的利用率，从而提高锂硫电池的整体性能。
除了将功能性材料涂敷在隔膜表面，直接采用自支撑的隔层材料作为锂硫电池的功能性隔层也是一种可行的技术手段。具有自支撑结构的碳材料由于其优异的导电性及较高的比表面积而大量的应用于锂硫电池的功能性隔层。目前有将多壁碳纳米管纸(MWCNT)作为锂硫电池隔层，通过简单的分散、真空抽滤得到自支撑的MWCNT柔性碳隔层。还有采用静电纺丝技术得到PAN纳米纤维纸，再经碳化CO2活化，得到孔道结构丰富的碳纳米纤维隔层以及PAN-Nafion纳米纤维隔层应用于锂硫电池。然而单纯的碳材料虽然有着较高的比表面积及较好的导电性，但是只能依靠比表面积以物理吸附的方式对多硫化锂进行吸附，因此对多硫化物的固定能力有限，成为导致自支撑碳材料无法得到广泛应用的一个重要因素。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，该功能性隔层有效缓解了目前锂硫电池中多硫化物“穿梭效应”明显的问题以及电化学性能不稳定的缺陷。
本发明的技术方案为：一种自支撑锂硫电池功能性隔层为ZIF8/Mxene复合材料掺杂有聚丙烯腈纳米纤维。
所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，首先制备MXene；然后在Mxene表层生长一层ZnO颗粒，通过自转化方式将ZnO颗粒转化为ZIF8晶体，制得ZIF8/Mxene复合材料；最后通过静电纺丝将ZIF8/Mxene复合材料固定于聚丙烯腈的网格中织构成自支撑锂硫电池功能性隔层。
所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备MXene：将研磨后的MAX相陶瓷粉体浸入HF溶液中，加热、搅拌后离心取得产物，将所得离心产物洗涤、干燥，即得MXene粉末；
(2)制备ZIF8/Mxene复合材料：首先称取步骤(1)所得MXene粉末均匀铺于瓷舟底部；然后配置醋酸锌-乙醇溶液，利用滴涂法将醋酸锌-乙醇溶液滴涂于MXene粉末至粉末湿润，再置于60℃烘箱中烘至干燥，重复滴涂-干燥操作3～6次后将瓷舟置于马弗炉中进行热处理，热处理完成后随炉冷却得到包覆有ZnO颗粒的MXene；最后称取包覆有ZnO颗粒的MXene置于二甲基咪唑的甲醇溶液中充分溶解，搅拌均匀后水浴加热，之后离心收集即得ZIF8/Mxene复合材料；
(3)制备功能性隔层：首先称取聚丙烯腈和步骤(2)制备所得的ZIF8/Mxene复合材料置于N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌得到均匀溶液；然后取均匀溶液通过静电纺丝制得ZIF8/Mxene复合材料掺杂聚丙烯腈纳米纤维，即得功能性隔层。
所述步骤(1)中HF溶液质量分数为30％～50％。
所述步骤(1)中加热升温至50～90℃，搅拌为磁力搅拌，搅拌时间为12～24小时；采用去离子水将所得离心产物洗涤至中性，置于60～80℃烘箱中干燥12～24小时。
所述步骤(1)中MAX相陶瓷粉体为Ti3AlC2、Ti2AlC、Cr2AlC中的至少一种；所得MXene为Ti3C2Tx、Ti2CTx、Cr2CTx中的至少一种。
所述步骤(2)中MXene粉末为0.5～1g，醋酸锌-乙醇溶液浓度为0.05～0.5mol/L；包覆有ZnO颗粒的MXene为0.1～1g，二甲基咪唑的甲醇溶液浓度为0.1～1mol/L。
所述步骤(2)中马弗炉热处理具体为：加热至200～300℃，保温6～12h；水浴加热温度为50～80℃，水浴时间为2～5h。
所述步骤(3)中聚丙烯腈为1～2g，ZIF8/Mxene复合材料为1～2g，N,N-二甲基甲酰胺为10～20mL；搅拌12～24小时。
所述步骤(3)中静电纺丝的电压为18～22kV，流速为0.03～0.1mm/min，纺丝距离为18～23cm，环境湿度控制在20％～50％。
本发明的有益效果为：本发明所述自支撑锂硫电池功能性隔层为ZIF8/Mxene复合材料掺杂有聚丙烯腈纳米纤维。该功能性隔层充分地考虑到了金属有机框架ZIF8和Mxene两者的特点，ZIF8比表面积较大，对锂硫电池充放电过程中产生的多硫化锂具有明显的吸附作用，而MXene本身的二维片层状结构使得ZIF8可以整齐排列，避免了堆积，且MXene具有良好的导电性，弥补了ZIF8导电性不足的劣势，二者共同作用，提升电池整体的电化学性能。将两者通过ZnO作为ZIF8的中间体，使得ZIF8在Mxene表面均匀生长，有效避免ZIF8团聚的同时，也通过ZIF8与Mxene之间的紧密接触弥补了ZIF8电子导电能力差的问题，更加有利于ZIF8对多硫化物的吸附，两者之间共同作用，充分发挥了各自的优势，有效地提升了电池的整体电化学性能。
所述制备方法首先在Mxene表层生长一层ZnO颗粒，通过自转化方式将ZnO转化为ZIF8晶体，从而制备出ZIF8/Mxene复合材料，然后通过静电纺丝将其固定在聚丙烯腈的网格中，直接用作锂硫电池功能性隔层。通过纺丝手段，使得隔层拥有很好地柔韧性，同时纺丝也能够使得ZIF8/Mxene分布地更加均匀，避免了材料的堆积，能够有效地发挥材料对多硫化物的化学吸附效果。
所述制备方法中静电纺丝在有效改善材料柔韧性的同时，充分地暴露出Mxene/ZIF8的表面，进一步提升了对多硫化物的吸附作用，还能够有效地缓解循环过程中电极的体积膨胀。通过静电纺丝将Mxene/ZIF8与聚丙烯腈一同织构成功能性隔层，阻碍多硫化物的扩散，制备的功能性隔层为自支撑结构，明显区别于传统的隔膜涂覆方法，不仅简化了功能性隔层的制备工艺，同时也避免出现传统方法涂覆的有效组分在电池循环过程中从隔膜上粉碎脱落的问题。
综上所述，与传统的将活性材料涂覆在隔膜上相比，本发明所述隔层能够有效地避免活性物质的堆积，同时能够暴露出更大的比表面积，更多的反应活性位点，还避免了在长期循环过程中活性物质的脱落问题。与常规的自支撑碳材料夹层相比，本发明采用了二维导电材料Mxene与三维多孔有机骨架ZIF8相结合，除物理吸附之外，通过化学吸附进一步加强了夹层对多硫化物的吸附作用，能够更加有效地改善电池的循环性能，有效地降低电池的容量衰减率。
附图说明
图1为实施例1-3所制得的功能性隔层用于锂硫电池时的放电比容量循环图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
所述自支撑锂硫电池功能性隔层为ZIF8/Mxene复合材料掺杂有聚丙烯腈纳米纤维。
所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备MXene：将研磨后的MAX相陶瓷粉体浸入质量分数为40％的HF溶液中，加热升温至60℃，磁力搅拌18小时后离心取得产物，将所得离心产物采用去离子水洗涤至中性，置于烘箱中70℃干燥18小时，即得MXene粉末；MAX相陶瓷粉体为Ti3AlC2、Ti2AlC、Cr2AlC中的至少一种；所得MXene为Ti3C2Tx(Tx为-OH、-F等官能团)、Ti2CTx(Tx为-OH、-F等官能团)、Cr2CTx(Tx为-OH、-F等官能团)中的至少一种。
(2)制备ZIF8/Mxene复合材料：首先称取0.8g步骤(1)所得MXene粉末均匀铺于瓷舟底部；然后配置浓度为0.2mol/L醋酸锌-乙醇溶液，利用滴涂法将醋酸锌-乙醇溶液滴涂于MXene粉末至粉末湿润，再置于60℃烘箱中烘至干燥，重复滴涂-干燥操作3～6次后将瓷舟置于马弗炉中加热至300℃，保温8h，随炉冷却得到包覆有ZnO颗粒的MXene；最后称取0.3g包覆有ZnO颗粒的MXene置于浓度为0.5mol/L二甲基咪唑的甲醇溶液中充分溶解，搅拌均匀后在60℃条件下水浴加热4h，离心收集即得ZIF8/Mxene复合材料；
(3)制备功能性隔层：首先称取1.5g聚丙烯腈和1.5g步骤(2)制备所得的ZIF8/Mxene复合材料置于15mLN,N-二甲基甲酰胺中，搅拌18小时得到均匀溶液；然后取均匀溶液通过静电纺丝制得ZIF8/Mxene复合材料掺杂聚丙烯腈纳米纤维，纺丝时首先将纺丝液吸入注射器中，安装型号为20的针头，纺丝时设置的电压为18～22kV,流速设置为0.03～0.1mm/min,纺丝距离设置为18～23cm，环境湿度湿度控制在20％～50％。纺丝结束后，将静电纺丝产物在锡纸上撕下后直接用作锂硫电池功能性隔层，在组装电池过程中直接置于锂片与隔膜之间。
实施例2
所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备MXene：将研磨后的MAX相陶瓷粉体浸入质量分数为50％的HF溶液中，加热升温至90℃，磁力搅拌24小时后离心取得产物，将所得离心产物采用去离子水洗涤至中性，置于烘箱中80℃干燥24小时，即得MXene粉末；MAX相陶瓷粉体为Ti3AlC2、Ti2AlC、Cr2AlC中的至少一种；所得MXene为Ti3C2Tx、Ti2CTx、Cr2CTx中的至少一种。
(2)制备ZIF8/Mxene复合材料：首先称取1g步骤(1)所得MXene粉末均匀铺于瓷舟底部；然后配置浓度为0.5mol/L醋酸锌-乙醇溶液，利用滴涂法将醋酸锌-乙醇溶液滴涂于MXene粉末至粉末湿润，再置于60℃烘箱中烘至干燥，重复滴涂-干燥操作3～6次后将瓷舟置于马弗炉中加热至200～300℃，保温6～12h，随炉冷却得到包覆有ZnO颗粒的MXene；最后称取1g包覆有ZnO颗粒的MXene置于浓度为1mol/L二甲基咪唑的甲醇溶液中充分溶解，搅拌均匀后在80℃条件下水浴加热5h，离心收集即得ZIF8/Mxene复合材料；
(3)制备功能性隔层：首先称取2g聚丙烯腈和2g步骤(2)制备所得的ZIF8/Mxene复合材料置于20mLN,N-二甲基甲酰胺中，搅拌24小时得到均匀溶液；然后取均匀溶液通过静电纺丝制得ZIF8/Mxene复合材料掺杂聚丙烯腈纳米纤维，纺丝时首先将纺丝液吸入注射器中，安装型号为20的针头，纺丝时设置的电压为18～22kV,流速设置为0.03～0.1mm/min,纺丝距离设置为18～23cm，环境湿度湿度控制在20％～50％。纺丝结束后，将静电纺丝产物在锡纸上撕下后直接用作锂硫电池功能性隔层，在组装电池过程中直接置于锂片与隔膜之间。
实施例3
所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备MXene：将研磨后的MAX相陶瓷粉体浸入质量分数为30％的HF溶液中，加热升温至50℃，磁力搅拌12小时后离心取得产物，将所得离心产物采用去离子水洗涤至中性，置于烘箱中60℃干燥12小时，即得MXene粉末；MAX相陶瓷粉体为Ti3AlC2、Ti2AlC、Cr2AlC中的至少一种；所得MXene为Ti3C2Tx、Ti2CTx、Cr2CTx中的至少一种。
(2)制备ZIF8/Mxene复合材料：首先称取0.5g步骤(1)所得MXene粉末均匀铺于瓷舟底部；然后配置浓度为0.05mol/L醋酸锌-乙醇溶液，利用滴涂法将醋酸锌-乙醇溶液滴涂于MXene粉末至粉末湿润，再置于60℃烘箱中烘至干燥，重复滴涂-干燥操作3～6次后将瓷舟置于马弗炉中加热至200℃，保温6h，随炉冷却得到包覆有ZnO颗粒的MXene；最后称取0.1g包覆有ZnO颗粒的MXene置于浓度为0.1mol/L二甲基咪唑的甲醇溶液中充分溶解，搅拌均匀后在50℃条件下水浴加热2h，离心收集即得ZIF8/Mxene复合材料；
(3)制备功能性隔层：首先称取1g聚丙烯腈和1g步骤(2)制备所得的ZIF8/Mxene复合材料置于10mLN,N-二甲基甲酰胺中，搅拌12小时得到均匀溶液；然后取均匀溶液通过静电纺丝制得ZIF8/Mxene复合材料掺杂聚丙烯腈纳米纤维，纺丝时首先将纺丝液吸入注射器中，安装型号为20的针头，纺丝时设置的电压为18～22kV,流速设置为0.03～0.1mm/min,纺丝距离设置为18～23cm，环境湿度湿度控制在20％～50％。纺丝结束后，将静电纺丝产物在锡纸上撕下后直接用作锂硫电池功能性隔层，在组装电池过程中直接置于锂片与隔膜之间。
结合图1分析得出：实施例2采用浓度较高的醋酸锌-乙醇溶液，以达到过量ZIF8的效果，实施例3采用浓度较低的醋酸锌-乙醇溶液，以达到ZIF8复合较少的效果。由图1的电化学数据可以看出，无论是过量的ZIF8还是不足的ZIF8与Mxene复合，所得到隔层用于锂硫电池的电化学性能在初始比容量以及循环性能方面均较实施例1差。所述隔层起主要功能性作用的是Mxene与ZIF8，采取适当的参数，控制合成Mxene/ZIF8的复合比例至关重要，影响复合比例的要素为生在在Mxene上的ZnO颗粒数量。如果生长在Mxene表面的ZnO颗粒较少，则在转化为ZIF8时，必然会造成分布不均匀的现象，ZIF8的数量减少将直接影响材料对多硫化物的催化性能。如果开始生长ZnO时颗粒较多，生长的非常致密，在接下来转化为ZIF8时首先会出现转化不完全的现象，导致ZIF8与Mxene之间连接不紧密，容易在循环过程中脱落。其次，即使ZIF8转化完全，也会造成ZIF8颗粒之间的交联现象，会把Mxene表面完全覆盖，导致电子很难穿透ZIF8在Mxene上进行传导，无法发挥Mxene的导电作用，也会一定程度上影响材料对多硫化物的吸附转化作用。因此，选择恰当的工艺条件参数以及试剂用量，达到ZF8颗粒在Mxene上均匀分布的效果，才能够达到对多硫化物吸附的最佳效果，对于电化学性能有着至关重要的作用。本发明通过创造性劳动获得一个最佳的工艺参数以及试剂用量范围。

Claims (10)

1.一种自支撑锂硫电池功能性隔层，其特征在于，该功能性隔层为ZIF8/Mxene复合材料掺杂有聚丙烯腈纳米纤维。
2.一种权利要求1所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，首先制备MXene；然后在Mxene表层生长一层ZnO颗粒，通过自转化方式将ZnO颗粒转化为ZIF8晶体，制得ZIF8/Mxene复合材料；最后通过静电纺丝将ZIF8/Mxene复合材料固定于聚丙烯腈的网格中织构成自支撑锂硫电池功能性隔层。
3.根据权利要求2所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备MXene：将研磨后的MAX相陶瓷粉体浸入HF溶液中，加热、搅拌后离心取得产物，将所得离心产物洗涤、干燥，即得MXene粉末；
(2)制备ZIF8/Mxene复合材料：首先称取步骤(1)所得MXene粉末均匀铺于瓷舟底部；然后配置醋酸锌-乙醇溶液，利用滴涂法将醋酸锌-乙醇溶液滴涂于MXene粉末至粉末湿润，再置于60℃烘箱中烘至干燥，重复滴涂-干燥操作3～6次后将瓷舟置于马弗炉中进行热处理，热处理完成后随炉冷却得到包覆有ZnO颗粒的MXene；最后称取包覆有ZnO颗粒的MXene置于二甲基咪唑的甲醇溶液中充分溶解，搅拌均匀后水浴加热，之后离心收集即得ZIF8/Mxene复合材料；
(3)制备功能性隔层：首先称取聚丙烯腈和步骤(2)制备所得的ZIF8/Mxene复合材料置于N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌得到均匀溶液；然后取均匀溶液通过静电纺丝制得ZIF8/Mxene复合材料掺杂聚丙烯腈纳米纤维，即得功能性隔层。
4.根据权利要求3所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中HF溶液质量分数为30％～50％。
5.根据权利要求3所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中加热升温至50～90℃，搅拌为磁力搅拌，搅拌时间为12～24小时；采用去离子水将所得离心产物洗涤至中性，置于60～80℃烘箱中干燥12～24小时。
6.根据权利要求3所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中MAX相陶瓷粉体为Ti3AlC2、Ti2AlC、Cr2AlC中的至少一种；所得MXene为Ti3C2Tx、Ti2CTx、Cr2CTx中的至少一种。
7.根据权利要求3所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中MXene粉末为0.5～1g，醋酸锌-乙醇溶液浓度为0.05～0.5mol/L；包覆有ZnO颗粒的MXene为0.1～1g，二甲基咪唑的甲醇溶液浓度为0.1～1mol/L。
8.根据权利要求3所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中马弗炉热处理具体为：加热至200～300℃，保温6～12h；水浴加热温度为50～80℃，水浴时间为2～5h。
9.根据权利要求3所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中聚丙烯腈为1～2g，ZIF8/Mxene复合材料为1～2g，N,N-二甲基甲酰胺为10～20mL；搅拌12～24小时。
10.根据权利要求3所述自支撑锂硫电池功能性隔层的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中静电纺丝的电压为18～22kV，流速为0.03～0.1mm/min，纺丝距离为18～23cm，环境湿度控制在20％～50％。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112072126A (zh) * 2020-08-31 2020-12-11 华南理工大学 一种Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料、Mxene柔性复合膜及其制备方法
CN113582217A (zh) * 2021-06-08 2021-11-02 湖南师范大学 一种ZnO/碳复合间层的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107579189A (zh) * 2017-07-25 2018-01-12 华南理工大学 一种MXene有机复合物膜及其制备方法与作为锂硫电池隔离膜的应用
US20180159121A1 (en) * 2015-06-05 2018-06-07 Robert Bosch Gmbh Sulfur-Carbon Composite Comprising Micro-Porous Carbon Nanosheets for Lithium-Sulfur Batteries and Process for Preparing the Same
CN110295498A (zh) * 2019-04-15 2019-10-01 武汉理工大学 金属有机框架修饰的聚合物薄膜及其制备方法和应用
CN110611095A (zh) * 2019-09-17 2019-12-24 肇庆市华师大光电产业研究院 一种锂硫电池正极材料的制备方法及应用
CN110783536A (zh) * 2019-08-19 2020-02-11 浙江工业大学 普鲁士蓝类似物/MXene复合电极材料及其原位制备方法、应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180159121A1 (en) * 2015-06-05 2018-06-07 Robert Bosch Gmbh Sulfur-Carbon Composite Comprising Micro-Porous Carbon Nanosheets for Lithium-Sulfur Batteries and Process for Preparing the Same
CN107579189A (zh) * 2017-07-25 2018-01-12 华南理工大学 一种MXene有机复合物膜及其制备方法与作为锂硫电池隔离膜的应用
CN110295498A (zh) * 2019-04-15 2019-10-01 武汉理工大学 金属有机框架修饰的聚合物薄膜及其制备方法和应用
CN110783536A (zh) * 2019-08-19 2020-02-11 浙江工业大学 普鲁士蓝类似物/MXene复合电极材料及其原位制备方法、应用
CN110611095A (zh) * 2019-09-17 2019-12-24 肇庆市华师大光电产业研究院 一种锂硫电池正极材料的制备方法及应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUANGYU JIANG: "In-situ decoration of MOF-derived carbon on nitrogen-doped ultrathin MXene nanosheets to multifunctionalize separators for stable Li-S batteries", 《CHEMICAL EENGINEERING JOURNAL》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112072126A (zh) * 2020-08-31 2020-12-11 华南理工大学 一种Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料、Mxene柔性复合膜及其制备方法
CN113582217A (zh) * 2021-06-08 2021-11-02 湖南师范大学 一种ZnO/碳复合间层的制备方法

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