[发明专利]一种柔性织物基电极材料及其制备方法

说明书

本发明属于电极材料制备技术领域，具体公开了一种柔性织物基电极材料及其制备方法。该电极材料以废旧棉织物为基底，在基底上依次负载镍、碳和氧化铋，即得；其制备方法如下：将充分洗净后的织物进行镀镍和镀碳处理，然后在织物表面沉积一层Bi₂O₃，其中Bi₂O₃以片状结构生长在织物表面，干燥后得到所述的柔性织物基电极材料。本发明通过简单易行的方法制备柔性电极材料，能够保证电极材料的柔性和优异的电化学性能，不仅可使废旧纺织品充分回收利用，而且在可折叠及可弯曲智能纺织品领域具有很好的前景。

技术领域

本发明属于电极材料制备技术领域，具体涉及一种柔性织物基电极材料及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的发展以及人口的增长，对于能源的消耗量日益增多，传统的煤、石油等不可再生的能量资源日益枯竭，而且在使用过程中又会产生较严重的污染，这使得环境问题和能源问题日益突出。因此寻求可再生的清洁能源对于减少环境污染，促进人类的可持续发展具有十分重要的意义。

超级电容器由于具有能量密度高、循环寿命长、稳定性好等性能，作为一种新型的电能存储器件受到社会的广泛关注。随着科技的发展，柔性电子产品迅猛发展，轻量化、柔性化、可折叠的电子设备成为了研究者研究的对象，它除了具有质轻、体积小和柔软性好的特点，也拥有良好的稳定性等优势。目前柔性电极仍存在机械性能差和成本高的特点，越来越多的研究人员将目光转向以柔性纺织品为基材的柔性电极的制备。棉织物是纺织品领域常见的面料，具有良好的亲水性，以及亲化学试剂性能，利于活性电极材料的吸附和负载，是性能优异的柔性基材。因此，采用低成本、方法简单的工艺制备容量高和良好力学稳定性的柔性电极材料尤其重要。

发明内容

针对现有问题的不足，本发明的目的是提供一种柔性织物基电极材料及其制备方法。本发明制备方法简便、成本低廉，以废旧棉织物为原料，不仅减少了污染，而且还避免了能源的浪费，最终制备出具有柔性的Bi₂O₃电极材料。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种柔性织物基电极材料，以废旧棉织物为基底，在基底上依次负载惰性金属、碳和氧化铋，即得，为柔性自支撑电极材料。

所述惰性金属为铬、镍、钼中的任意一种，采用真空溅射方式形成。以惰性金属为底电极层，与织物直接接触导电；织物镀碳是为了进一步提高导电性及提高底层的稳定性。

作为本申请的优选技术方案，电极材料外侧还设有保护层。

其中，所述废旧棉织物，为经编或纬编针织物及机织物。

上述柔性织物基电极材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)首先将废旧棉织物用清水震荡洗涤，然后将上述织物加入到含有碳酸钠或碳酸氢钠的溶液中震荡洗涤，其中碳酸钠或碳酸氢钠的用量为织物质量的1-5％，浴比为100-200:1，最后将洗净后的织物干燥待用；

(2)织物镀镍：将步骤(1)织物放入镀膜机的腔室中间，腔室的气压为0.1-0.5Pa，高纯氩气的流量为6-20sccm，溅射功率为100-600W，织物每面的溅射时间为5-30min；

(3)镀镍后的织物镀碳：将镀镍织物放入镀膜机的腔室中间，腔室的气压为1×10^-5-1×10^-2Pa，电流为20-60A，织物每面的镀碳时间为5-30min；

(4)将步骤(3)织物在0.01-1mol/L的硝酸铋溶液中浸渍2-12h，然后用蒸馏水小心冲洗并在40-100℃真空干燥；