[发明专利]一种柔性电极的制备方法

说明书

本发公开了一种柔性电极的制备方法，包括：将棉布制备成柔性导电基体；同步采用电化学合成和电泳沉积法在导电棉布基体上担载MnO₂/碳纳米管(CNTs)，制备成柔性电化学电容器电极。通过上述方法制备的柔性电极，电极活性物质MnO₂/CNTs在电极表面分布均匀且结合力牢固，电极具有较高的比电容值，良好的可变形性和稳定性。本方法操作简单，价格低廉。制备的柔性电极可用于柔性超级电容器和柔性电池等柔性能量存储与转化领域。

技术领域

本发明涉及柔性能量存储与转化的技术领域，具体涉及一种柔性电极的制备方法。

背景技术

未来可穿戴的电子产品对柔性的能量存储和转换装置有重大需求，制备柔性的能量存储和转换装置关键之一是其电极必须具有柔性。

棉布在服装上有广泛应用，符合柔性的能量存储和转换装置对柔性的要求，但是棉布的导电性能不符合柔性的能量存储和转换装置的使用要求，采用低成本的方法使棉布具有符合柔性的能量存储和转换装置对电极导电性能的要求，是用棉布作为柔性电极基体需解决的一个技术问题。

二氧化锰(MnO2)是一种电极活性材料和很有前途的超级电容器电极活性材料，具有储能丰富，成本低、环境友好、在水电解质中具有良好的电容性等优点，但是其较低的导电率大大限制了它的应用，添加导电添加剂来改善MnO2电子传输性能可提高其比电容性能。碳纳米管(CNTs)具有较高的比表面积和优异的导电性能，将其与MnO2制备成复合材料应用到电化学电容器中，需要满足与电极基体结合牢固、MnO2与CNTs分布均匀且相互之间接触良好的要求。而传统的通过粘结剂涂覆担载的方式将MnO2/CNTs复合材料制备成电极，复合材料与导电基体之间的结合力有限且难以保证MnO2与CNTs之间接触良好。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种柔性电极的制备方法，用以解决上述技术问题。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种柔性电极的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括如下步骤，

(1)将棉布浸入到60℃的90g/L氢氧化钠溶液中15分钟，再浸入到20g/L硫酸镍的溶液中活化15分钟，活化后的棉布浸入到5g/L的硼氢化钾溶液中5分钟，然后将所得棉布浸入60℃化学镀镍溶液中20分钟，即可得到所需的柔性电极基体；

(2)将制备的柔性电极基体作为阳极，在溶液中通过循环伏安电化学方法和电泳沉积在导电棉布上担载MnO₂/CNTs复合材料，最终得到一种担载了MnO₂/CNTs柔性电化学电容器电极。

优选的，所述步骤(1)中的化学镀镍溶液为：硫酸镍20g/L，次亚磷酸钠15g/L，柠檬酸三钠20g/L，硼酸20g/L，余量为蒸馏水的混合物。

优选的，所述步骤(1)中的化学镀镍溶液的PH值为8-9。

优选的，所述步骤(2)中循环伏安电化学方法和电泳沉积所用的溶液为：醋酸锰0.1mol/L，磷酸二氢钠0.067mol/L，磷酸氢二钠0.067mol/L，CNTs的浓度为5g/L，余量为蒸馏水的混合物。

优选的，所述步骤(2)中采用循环伏安法电沉积的参数为：电位窗口0.3-1V，扫描速率50mV/s，沉积时间10-40分钟。

与现有技术相比，本发明的优点是：提供一种导电棉布制备方法以及在导电棉布上担载MnO₂/CNTs的柔性电极的制备方法，该方法制备过程简单，制备的电极具有较好的柔韧性，在柔性棉布基体上使用电化学的方法担载MnO₂/CNTs，可以在导电柔性棉布基体表面形成一层致密的与导电棉布结合较为牢固的复合材料层。本发明方法简单易操作，无需昂贵的设备，并且适宜规模化生产。

附图说明