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一種鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法與流程

文檔序號:12129945閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法,其特征在于,該方法包括:

步驟10)制備碳納米管分散液:將溶質分散于甲醇、乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺或者N,N-二甲基乙酰胺溶劑,其中,溶質與溶劑的比例為1mg:2~10ml;所述的溶質為單壁碳納米管、多壁碳納米管或者單壁碳納米管和多壁碳納米管組成的混合物;

步驟20)制備碳納米管紙:采用靜電噴涂工藝,制備碳納米管紙;其中,噴涂液為步驟10)制備的碳納米管分散液,接收裝置為圓柱狀轉鼓,轉鼓與真空泵相連;

步驟30)制備鎳納米顆粒負載的碳納米管紙:將聚丙烯腈和鎳鹽混合,制成前驅體溶液,其中,聚丙烯腈和鎳鹽的質量比為1:0.1~0.5;前驅體溶液中,聚丙烯腈的質量分數為2-6%;

采用靜電噴涂工藝,將前驅體溶液噴涂至步驟20)制備的碳納米管紙上,形成噴涂有鎳鹽的碳納米管紙;將噴涂有鎳鹽的碳納米管紙以1~2℃/min升溫至250~280℃保持1~3h,再以5~10℃/min升溫至600~800℃保持2~4h,得到鎳納米顆粒負載的碳納米管紙;

步驟40)制備碳納米管紙、錫復合納米材料:將步驟30)制備的鎳納米顆粒負載的碳納米管紙置于摩爾濃度為20~100mmol/L、溫度為25~90℃的錫鹽溶液中,保持2~12h,得到碳納米管紙、錫復合納米材料;

步驟50)制備碳納米管紙、錫、石墨烯量子點復合納米材料:采用靜電噴涂工藝,將噴涂液噴涂在步驟40)制備的碳納米管紙、錫復合納米材料表面,并干燥,制成碳納米管紙、錫、石墨烯量子點復合納米材料;所述的噴涂液為質量濃度為0.5~1.2 mg/mL的石墨烯量子點溶液。

2.按照權利要求1所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟20)中,采用靜電噴涂工藝的參數為:電壓為10~40 kV,流速為0.5~5.0 mL/h,噴絲頭和接收裝置之間的距離為10~40 cm,噴涂時間為20~60min。

3.按照權利要求1所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟20)中,轉鼓表面由200~500目的銅網組成,轉鼓轉速為100~600轉/min。

4.按照權利要求1所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟30)中,采用靜電噴涂工藝的參數為:電壓為10~40 kV,流速為0.5~4.0 mL/h,噴絲頭和接收裝置之間的距離為10~30 cm,噴涂時間為15~60min。

5.按照權利要求1所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟30)中,鎳鹽為氯化鎳、硫酸鎳或乙酸鎳。

6.按照權利要求1所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟40)中,錫鹽溶液為將氯化亞錫、硫酸亞錫、乙酸亞錫中的一種或任兩種溶于水或乙醇溶液中,制成錫鹽溶液。

7.按照權利要求1所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟40)中,碳納米管紙、錫復合納米材料的結構為:碳納米管的表面負載中空納米球顆粒;所述的中空納米球顆粒由Sn制成。

8.按照權利要求1所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟50)中,采用靜電噴涂工藝的參數為:電壓為10~30 kV,流速為0.5~2.0 mL/h,噴絲頭和接收裝置之間的距離為10~30 cm,時間為30~60min。

9.按照權利要求1所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟50)制成的碳納米管紙、錫、石墨烯量子點復合納米材料中,碳納米管的表面負載中空納米球顆粒,所述的中空納米球顆粒由Sn制成;中空納米球顆粒表面以及碳納米管紙中未被中空納米球顆粒覆蓋的表面負載石墨烯量子點層。

10.按照權利要求9所述的鋰離子電池負極用柔性復合納米材料的制備方法,其特征在于,所述的步驟50)中,碳納米管、錫、石墨烯量子點復合納米材料

的厚度為20~50μm。

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