[发明专利]一种碳酸钙纳米阵列自支撑电极极片及其制备方法

权利要求书

1.一种碳酸钙纳米阵列自支撑电极极片，其特征在于该电极极片由导电多孔基板、碳酸钙纳米阵列、活性物质层与隔膜层组成，导电多孔基板的厚度为10~20μm，碳酸钙纳米阵列的厚度为200~300μm，活性物质层厚度为250~280μm，隔膜层厚度为20~50μm，所述碳酸钙纳米阵列有序地原位生长于导电多孔基板上。

2.根据权利要求1所述碳酸钙纳米阵列自支撑电极极片，其特征在于所述导电多孔基板为泡沫镍、泡沫铁、泡沫铝、泡沫铜或泡沫铁镍。

3.根据权利要求1所述碳酸钙纳米阵列自支撑电极极片，其特征在于所述活性物质层为石墨、硅碳材料或石墨/硅碳复合材料中的一种。

4.根据权利要求1所述碳酸钙纳米阵列自支撑电极极片，其特征在于所述碳酸钙纳米阵列的直径为50~150nm。

5.根据权利要求1所述碳酸钙纳米阵列自支撑电极极片，其特征在于所述隔膜层为聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、间位芳纶、聚对苯撑苯并二唑、聚丙烯、聚乙烯中的至少两种为原料制备的复合纤维。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述碳酸钙纳米阵列自支撑电极极片的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）碳酸钙纳米阵列的制备：将导电多孔基板依次利用丙酮、无水乙醇超声洗净，并置于60~90℃真空烘箱中烘24~36h，干燥后的导电多孔基板平放于水热反应釜内胆底部；然后向内胆中加入丙酸钙/尿素水溶液，进一步加入柠檬酸、瓜尔胶混合助剂得到反应溶液，最后将反应溶液在130~150℃条件下水热处理36~48h，得到生长于导电多孔基板的碳酸钙纳米阵列；

（2）活性物质层的制备：将活性物质分散于去离子水中，得到活性物质层前驱液，利用喷雾法均匀喷涂于导电多孔基板，并进行真空干燥处理；

（3）隔膜层的制备：将隔膜层前驱体溶液装入静电纺丝集液管，以步骤（2）所得的导电多孔基板为接收板，在电压17~22kV、接收距离16~20cm的纺丝条件下，利用静电纺丝制备具有纳米多孔结构的隔膜层，最终得到碳酸钙纳米阵列自支撑电极极片；

所述步骤（1）中丙酸钙/尿素水溶液占反应溶液总重量的85% ~ 95%，所述柠檬酸助剂占反应溶液总重量的2% ~ 5%，所述瓜尔胶混合助剂占反应溶液总重量的7% ~ 12%。