一种柔性膜及其制备方法、应用

技术特征：
1.一种柔性膜，其特征在于：所述的柔性膜为由中空多孔的碳纤维构成的柔性膜材料，所述柔性膜具有三维交联的结构，碳纤维粒径均一。2.制备如权利要求1所述的柔性膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照质量比为0-0.05:4.6，将添加剂分散于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，形成混合溶液一；(2)将乙酸盐溶于步骤(1)得到的混合溶液一，搅拌后形成混合溶液二，其中，以n,n-二甲基甲酰胺的添加量为基准，乙酸盐的添加量为0.01-1g；(3)将聚丙烯腈分散于步骤(2)得到的混合溶液二，在20-60℃下搅拌2-24h，得到均匀分散的混合溶液三，其中，以n,n-二甲基甲酰胺的添加量为基准，聚丙烯腈的添加量为0.3-1g；(4)将步骤(3)得到的混合溶液三通过工业化的静电纺丝设备纺丝成前驱体膜一；(5)将适量的二甲基咪唑溶于甲醇得到混合得到溶液四，取12cm*12cm大小的步骤(4)中得到的前驱体膜一置于溶液四中，在20-80℃下20-24h，然后使用甲醇洗涤三次，并在60℃下烘干得到膜二，其中，以n,n-二甲基甲酰胺的添加量为基准，二甲基咪唑的添加量为0.2-5g；(6)将步骤(5)得到的二号膜材料在惰性气氛中进行煅烧得到膜三，煅烧温度为500-950℃，升温速度3-15℃/min，煅烧时间为0.5-24h；(7)将步骤(6)得到的膜三在氨气气氛中进行煅烧得到膜四材料，煅烧温度为400-900℃，煅烧时间为0.5-24h，升温速度3-15℃/min。(8)将步骤(7)得到的膜四放置在混酸溶液中在20-120℃下处理1-3h，洗涤干燥后得到最终的柔性膜材料，其中，混酸溶液的体积为0-100ml。3.根据权利要求2所述的柔性膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮、还原氧化石墨烯、聚苯胺、三聚氰胺、尿素中的一种或几种。4.根据权利要求2所述的柔性膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中乙酸盐包括乙酸锌、铁、钴、镍当中的一种。5.根据权利要求2所述的柔性膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的纺丝条件为：电压为14-40kv，溶液移动速度为20-500cm/s，孔径为0.6-0.9mm；环境湿度为20-45％，纺丝温度为20-50℃。6.根据权利要求2所述的柔性膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中惰性气氛包括氮气或氩气。7.根据权利要求2所述的柔性膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(8)中的混酸包括盐酸/硝酸或者盐酸/硫酸，其体积比为0-100％:0-100％。8.一种钾电池，其特征在于：包括正极片、负极片、电解液、隔膜以及外壳；所述正极片采用如权利要求1所述的柔性膜；所述负极片为金属钾；所述隔膜包括聚乙烯、聚丙烯微孔膜、玻璃纤维隔膜、无纺布隔膜中的一种或多种制成的复合隔膜。9.根据权利要求8所述的钾电池，其特征在于：所述电解液为钾盐溶于有机溶剂中得到；所述钾盐包括双氟磺酰亚胺钾、高氯酸钾、六氟磷酸钾、三氟甲基磺酸钾、二(三氟甲基
磺酰)亚胺钾中的一种或几种；所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、四乙二醇二甲醚、氟代乙烯碳酸酯、二甘醇二甲醚、1,3-环戊二醇、乙二醇二甲醚和三甘醇二甲醚中的一种或几种。10.根据权利要求8所述钾电池，其特征在于：所述电池的外壳包括铝壳、铝塑膜、不锈钢中的一种或多种复合制成；所述电池的形状包括扣式、柱形或方形。

技术总结
本发明公开了一种柔性膜，柔性膜是由中空多孔的碳纤维构成的柔性膜材料，所述柔性膜具有三维交联的结构，碳纤维粒径均一。本发明还公开上述柔性膜的制备方法及应用。本发明公开的柔性膜具有三维交联的结构，柔性膜中的碳纳米纤维具有空心多孔的结构，一方面，空心多孔的结构使得膜材料具有大的比表面，有利于提高储钾容量，另一方面，空心多孔的结构有利于电解质和电子在电极材料内部传输，碳纳米纤维同时具有柔性和导电性的特点，使得材料的电子导电性增强，提升了电化学性能。提升了电化学性能。提升了电化学性能。


技术研发人员：郑方才 姚阁 王俊中
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2022/6/10