[发明专利]一种柔性膜的制备方法、制得的柔性膜、电池

说明书

本发明公开一种柔性膜的制备方法，涉及钠离子电池负极材料技术领域，包括以下步骤：(1)将有机酸分散于N,N‑二甲基甲酰胺，形成混合溶液一；(2)将乙酰丙酮基配合物溶于混合溶液一，形成混合溶液二；(3)将硫代乙酰胺溶于混合溶液二，形成混合溶液三；(4)将聚丙烯腈分散于混合溶液三，得到混合溶液四；(5)将混合溶液四通过工业化的静电纺丝设备纺丝成前驱体膜；(6)将前驱体膜与硫粉在惰性气氛下煅烧得到柔性膜。本发明还提供采用上述方法制得的柔性膜、包括柔性膜的电池。本发明的优点为：柔性膜作为钠(离子)电池电极材料，具有成本低、原料丰富、制备方法简单、适合大规模的工业化生产、便于存储和循环稳定性强的优点。

技术领域

本发明涉及钠离子电池负极材料技术领域，具体涉及一种柔性膜的制备方法、制得的柔性膜、电池。

背景技术

柔性器件在工业设备，个人生活的电子设备，以及在仿生学、生物集成方面有着非常重要的应用，柔性电极近年来也吸引了极大的关注。通常选用的柔性基底有石墨烯、碳纳米纤维、商用碳布和金属等，这些材料的价格较贵，合成技术复杂，所以成本较高。同时，常用的高容量材料与柔性材料复合的方法如高温水热法、浸渍法和电沉积法，通常会面临能耗较大、负载不均，以及工艺复杂的问题。因此急需开发一种在温和条件下使得高容量材料与价格低廉的柔性基底进行简便、有效、均匀复合的方法。

静电纺丝技术是构筑纳米纤维膜材料的重要手段，通过静电纺丝制备的纳米纤维膜具有极大的比表面积、高的孔隙率、加工简单等优点。对纺出的纤维进行调控，可以制备出结构多样、各种功能化的纳米纤维材料。聚丙烯腈是一种常见的高分子聚合物，广泛应用于静电纺丝技术制备纳米纤维材料。通过对聚丙烯腈改性，将其与其他的分子相结合，对其进行修饰，并且经过高温处理之后，获得与其他电极活性材料有效复合的柔性膜材料，具有高的导电性的同时保持柔性，进而提升材料的能量密度。

钠离子电池未来在大规模电力储能领域和低速交通工具方面有广泛的应用前景，如风力电站、太阳能电站、家庭储能、电动汽车等，因为其储量丰富、价格低廉、环境友好等优点，钠离子电池在未来大规模储能领域极具优势。然而目前的钠离子电池距离应用于储能领域和电动汽车等方面还有很大的距离，开发具有高能量密度和长循环稳定性的钠离子电池成为目前钠离子电池的研究发展方向之一。钠离子电池电极材料是当前研究的核心，在钠离子电池负极材料方面，金属硫化物由于具有储量丰富、安全性高和理论比容量高的优点而具有良好的发展前景。

当前对金属硫化物的研究主要是提升自身的质量比容量，而对金属硫化物的柔性膜电极的研究较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种柔性膜的制备方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：

一种柔性膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将有机酸分散于N,N-二甲基甲酰胺中，形成混合溶液一；

(2)将乙酰丙酮基配合物溶于步骤(1)得到的混合溶液一，搅拌后形成混合溶液二；

(3)将硫代乙酰胺溶于步骤(2)得到的混合溶液二，搅拌均匀后形成混合溶液三；

(4)将聚丙烯腈分散于步骤(3)得到的混合溶液三，在一定的温度下搅拌数小时，得到均匀分散的混合溶液四；

(5)将步骤(4)得到的混合溶液四通过工业化的静电纺丝设备纺丝成前驱体膜；

(6)将步骤(5)得到的前驱体膜与硫粉在惰性气氛下煅烧，得到柔性膜。

有益效果：本发明的柔性膜采用可工业化的静电纺丝技术，高温煅烧的方法制备而成，具有成本低、原料丰富、制备方法简单、适合大规模的工业化生产、便于存储和循环稳定性强的优点，具有广阔的实用价值和市场前景。