[发明专利]锂硫电池用双层多孔碳纳米纤维的制备方法及利用其制备正极材料的方法

摘要

本发明公开了一种锂硫电池用双层多孔碳纳米纤维的制备方法及利用其制备正极材料的方法，双层多孔碳纳米纤维的制备方法的步骤为：1)利用气流同轴电纺，将芯层纺丝液和皮层纺丝液同时从同轴静电纺丝针头中挤出，在高速气流和静电电压的作用下，至接收网，得到初生纤维；2)将该初生纤维在空气氛围，200～400℃条件下保温8～12h，然后在惰性气体氛围，800～1200℃条件下保温8～12h；得到双层多孔碳纳米纤维。利用其制备正极材料的方法是先将该双层多孔碳纳米纤维用硝酸酸化，干燥，而后与纳米硫、导电剂、粘合剂混匀，经抽滤、干燥得到锂硫电池的正极材料。制得的正极材料存储量大，能有效抑制“穿梭效应”。

主权项

1.一种锂硫电池用双层多孔碳纳米纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)利用气流同轴电纺，将芯层纺丝液和皮层纺丝液同时从同轴静电纺丝针头中挤出，在高速气流和静电电压的作用下，至接收网；得到具有皮芯结构的纳米级初生纤维；所述气流同轴电纺，即是在常规同轴静电纺丝的纺丝针头外侧加一个高速气流容腔，所述高速气流容腔的开口与所述同轴静电纺丝针头同轴，在纺丝过程中，为挤出的纺丝细流施以轴向力；所述芯层纺丝液包括：成碳高聚物、致孔聚合物和溶剂I；其中所述溶剂I为成碳高聚物和致孔聚合物的共溶剂；所述皮层纺丝液包括：成碳高聚物、金属盐或氢氧化镁和溶剂II；其中，所述溶剂II为成碳高聚物和金属盐或氢氧化镁的共溶剂；所述芯层纺丝液和皮层纺丝液选用的成碳高聚物为同一种物质；2)将步骤1)得到的纳米级初生纤维在空气氛围，200～400℃条件下保温8～12h，然后在惰性气体氛围，800～1200℃条件下保温8～12h；得到外层为为微孔层，内层为多尺度孔结构层的碳纤维，即所述锂硫电池用双层多孔碳纳米纤维。