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[發明專利]一種鈉電池負極用錫/碳復合納米纖維材料及其制備方法在審

專利信息
申請號: 201710110805.5 申請日: 2017-02-28
公開(公告)號: CN106906537A 公開(公告)日: 2017-06-30
發明(設計)人: 孫旭輝;沙漠 申請(專利權)人: 蘇州大學
主分類號: D01F9/22 分類號: D01F9/22;D01F9/21;D01F1/10;D04H1/728;D04H1/4382;D01D5/00;H01M4/36
代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙)32267 代理人: 馬廣旭
地址: 215006 *** 國省代碼: 江蘇;32
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 電池 負極 復合 納米 纖維 材料 及其 制備 方法
【權利要求書】:

1.一種鈉電池負極用錫/碳復合納米纖維材料,其特征在于,所述錫/碳復合納米纖維材料由碳納米纖維和錫納米顆粒構成;

所述錫/碳復合納米纖維材料中碳的質量分數為30%~60%,錫的質量分數為40%~70%;

所述碳納米纖維以聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一種為碳源,所述錫納米顆粒以二水合氯化亞錫、四氯化錫和乙酸亞錫中的一種為錫源;

所述碳納米纖維為氮摻雜的碳納米纖維;所述碳納米纖維結構纖長且連續;

所述錫納米顆粒均勻附著于碳納米纖維表面。

2.根據權利要求1所述的一種鈉電池負極用錫/碳復合納米纖維材料,其特征在于,所述碳納米纖維的直徑為100~300 nm,所述錫納米顆粒的直徑為10~50 nm。

3.根據權利要求1所述的一種鈉電池負極用錫/碳復合納米纖維材料,其特征在于,所述錫納米顆粒以金屬態形式均勻附著于碳納米纖維表面。

4.一種如權利要求1所述的鈉電池負極用錫/碳復合納米纖維材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

(1)前驅體溶液配制:稱取碳源和DMF于燒杯中,配制成質量分數為5~15%的碳源溶液,密封后在50~80℃下恒溫攪拌1~3 h,然后加入錫源,在常溫下攪拌10~15 h,得到的溶液備用;

(2)靜電紡絲法制備納米纖維膜:將步驟(1)中得到的溶液作為紡絲液裝入帶有平口不銹鋼針頭的注射器中,將裝有紡絲液的注射器安裝在注射泵上,設置好靜電紡絲參數;待靜電紡絲過程結束后,將收集到的納米纖維膜于70~90℃條件下干燥2~3 h后取出備用;

(3)納米纖維膜退火處理:先將步驟(2)中的納米纖維膜放入馬弗爐中,然后設置升溫程序,待這一過程完成后,將納米纖維膜放入真空管式爐中,在氫氬混合氣的氛圍下,設置程序升溫,待退火過程完成后取出即可得到錫/碳復合納米纖維材料。

5.根據權利要求4所述的鈉電池負極用錫/碳復合納米纖維材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)中所述不銹鋼針頭的內徑為0.6~0.8 mm。

6.根據權利要求4所述的鈉電池負極用錫/碳復合納米纖維材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)中所述靜電紡絲參數設置為:噴絲頭和接收裝置之間的靜電電壓為12~15 KV,噴絲頭與接收裝置的間距為15~20 cm,注射泵推進速度為0.5~0.8 mL/h,每次收集時間為4~6 h。

7.根據權利要求4所述的鈉電池負極用錫/碳復合納米纖維材料的制備方法,其特征在于,步驟(3)中所述馬弗爐中的程序升溫速率為2~10℃/min,并升溫至200~300℃條件下維持2~4 h。

8.根據權利要求4所述的鈉電池負極用錫/碳復合納米纖維材料的制備方法,其特征在于,步驟(3)中所述氫氬混合氣中氫氣的體積分數為1~10%。

9.根據權利要求4所述的鈉電池負極用錫/碳復合納米纖維材料的制備方法,其特征在于,步驟(3)中所述真空管式爐中程序升溫速率為0.2~0.8℃/min,并升溫至500~700℃條件下煅燒1~2 h。

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