[发明专利]一种包括聚苯胺-碳纳米管-二氧化锡-聚丙烯腈复合纳米纤维隔膜的钾空气电池

摘要

一种聚苯胺‑碳纳米管‑二氧化锡‑聚丙烯腈复合隔膜钾空气电池，包括电池负极、第一隔膜、电解液、第二微隔膜、电池正极、氩气腔室和空气腔室，在第一隔膜靠近电解液的一侧设置有PCSP复合纳米纤维隔膜；制备步骤为：将聚丙烯腈加入到溶剂中，搅拌得到胶状液，将苯胺和樟脑磺酸加入到胶状液中，搅拌后，加入过硫酸铵搅拌，将溶液放入5℃的冰箱冷藏室中冷藏，然后将碳纳米管和氧化锡溶解于经冷藏室静置的溶液中，得到纺丝溶液，静电纺丝制备PCSP复合纳米纤维隔膜。优点是：该钾空气电池可选择性地渗透电解质中的钾离子，抑制其它离子及水、氧向负极侧的渗透，从而减缓负极腐蚀与失效，从而提高钾空气电池的放电容量与循环性能。

主权项

1.一种聚苯胺‑碳纳米管‑氧化锡‑聚丙烯腈复合隔膜钾空气电池，包括不锈钢壳体和设置在不锈钢壳体的顶部和底部的绝缘盖板，在不锈钢壳体内绝缘盖板的中部依次设有钾空气电池负极、第一隔膜、电解液、第二隔膜、钾空气电池正极，所述钾空气电池负极与靠近钾空气电池负极的不锈钢壳体之间留有氩气腔室，并在氩气腔室一侧的不锈钢壳体上设有氩气阀门，所述钾空气电池正极与靠近钾空气电池正极的不锈钢壳体之间留有空气腔室，并在空气腔室一侧的不锈钢壳体上设有空气阀门，其特征是：所述第一隔膜和第二隔膜的材质均为微孔聚烯烃隔膜，在第一隔膜靠近电解液的一侧设置有聚苯胺‑碳纳米管‑氧化锡‑聚丙烯腈复合隔膜；所述聚苯胺‑碳纳米管‑氧化锡‑聚丙烯腈复合隔膜的制备步骤为：(1)配制纺丝溶液将聚丙烯腈加入到溶剂中，室温下搅拌2h～4h得到均匀的胶状液，将苯胺和樟脑磺酸按照质量比1:1.2加入到所述胶状液中，所述苯胺与聚丙烯腈的质量比为0.3:1，搅拌2h～4h后，按照聚丙烯腈与过硫酸铵质量比4:3加入过硫酸铵室温下搅拌30min～60min，将溶液放入5℃的冰箱冷藏室中24h～48h，然后将质量比为1:1的碳纳米管(CNT)和氧化锡(SnO₂)溶解于经冷藏室静置的溶液中，所述碳纳米管与聚丙烯腈的质量比为1:6，室温下搅拌12h～24h，得到纺丝溶液；(2)制备PCSP隔膜将纺丝溶液进行静电纺丝，静电纺丝参数如下：纺丝电压为6kV～10kV，纺丝接收距离为10cm～18cm，环境温度为20℃～28℃，相对湿度为20％～30％，纺丝溶液耗尽后，得到聚苯胺‑碳纳米管‑氧化锡‑聚丙烯腈(PCSP)复合纳米纤维隔膜。