[发明专利]三元复合电极材料、其界面原位反应制法与应用

权利要求书

1.一种三元复合电极材料的界面原位反应制法，其特征在于包括：

使二维材料和表面改性剂于混合溶剂中反应，实现对二维材料的表面改性，获得改性二维材料；

将改性二维材料分散于水和/或能与水互溶的小分子醇中形成改性二维材料分散液，并在所述改性二维材料分散液内加入氧化剂，均匀混合形成水相体系；

将导电聚合物单体溶解于有机溶剂中形成油相体系；

将水相体系与油相体系混合形成油/水两相分离的混合液，并在温度为0℃～70℃的条件下反应，从而在油/水界面间生成改性二维材料-导电聚合物-金属氧化物三元复合电极材料，即所述三元复合电极材料。

2.根据权利要求1所述的界面原位反应制法，其特征在于包括：

将二维材料分散于混合溶剂中，并进行超声分散处理，其中超声分散功率为200W～400W，优选为250W～400W，尤其优选为300W～400W，获得二维材料分散液；

之后，向二维材料分散液内加入表面改性剂，在温度为25℃～90℃的条件下反应，获得改性二维材料。

3.根据权利要求1所述的界面原位反应制法，其特征在于：所述表面改性剂与二维材料的质量比为1:1～1:100；和/或，所述水相体系中氧化剂与改性二维材料的质量比为1:1～1:100；和/或，所述导电聚合物单体与氧化剂的质量比为1:1～1:10。

4.根据权利要求1所述的界面原位反应制法，其特征在于：所述改性二维材料分散液的浓度为1wt％-50wt％；和/或，所述油相体系包含1wt％-50wt％导电聚合物单体。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的界面原位反应制法，其特征在于：

所述混合溶剂包含体积比为1:1～1:100的第一溶剂和第二溶剂，第一溶剂与第二溶剂不同；优选的，所述第一溶剂包括乙醇、水、异丙醇中的任意一种；优选的，所述第二溶剂包括水、丙酮、异丙醇、乙醇中的任意一种；优选的，所述混合溶剂选自乙醇/水混合溶剂、乙醇/丙酮混合溶剂、水/丙酮混合溶剂、水/异丙醇混合溶剂、异丙醇/乙醇混合溶剂、异丙醇/丙酮混合溶剂中的任意一种；

和/或，所述小分子醇包括乙醇和/或异丙醇；

和/或，所述二维材料包括立方氮化硼、二硫化钼、二硫化钨、二硒化钨、硒化铋、二锑化钼、二锑化钴、黑磷二维材料中的任意一种或两种以上按任意比例的组合；

和/或，所述表面改性剂包括硅烷偶联剂K570、十二烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、硬脂酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或两种以上按任意比例的组合；

和/或，所述氧化剂包括高锰酸钾、高锰酸钠、高锰酸铵、氯酸钾、高氯酸钾、三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的任意一种或两种以上按任意比例的组合；

和/或，所述导电聚合物单体包括噻吩、吡咯、苯胺、苯撑、苯撑乙烯中的任意一种或两种以上按任意比例的组合；

和/或，所述水相溶剂包含水、乙醇的任意一种或两种按任意比例的组合；

和/或，所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、环己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺中的任意一种或两种以上按任意比例的组合。

6.根据权利要求1所述的界面原位反应制法，其特征在于包括：将所述油/水两相分离的混合液在温度为0℃～70℃，优选为4℃～70℃的条件下静置反应1h以上，优选为1h～50h，尤其优选为5h～30h，进一步优选为10h～30h，从而在油/水界面间生成所述三元复合电极材料。

7.一种三元复合电极材料，其特征在于：所述三元复合电极材料具有均匀分布的纳米级结构，并且所述三元复合电极材料包括改性二维材料、导电聚合物和金属氧化物，所述金属氧化物及导电聚合物均匀分散在改性二维材料的片层结构上，所述金属氧化物的粒径为0.1nm～20nm。

8.由权利要求1-6中任一项所述方法制备的三元复合电极材料或权利要求7所述的三元复合电极材料于制备储能装置中的用途，所述储能装置包括超级电容器。

9.一种柔性超级电容器，其特征在于包括第一电极，电解质中间层和第二电极，所述电解质中间层分布于第一电极和第二电极之间，并且所述第一电极和第二电极中的至少一者包含权利要求1-6中任一项所述方法制备的三元复合电极材料或权利要求7所述的三元复合电极材料。

10.根据权利要求9所述的柔性超级电容器，其特征在于：所述第一电极和第二电极均包含所述的三元复合电极材料；或者，所述第一电极或第二电极包含所述的三元复合电极材料；优选的，所述电解质中间层包含PVA/KOH电解质薄膜；和/或，所述第一电极和/或第二电极覆设在柔性衬底上。