[发明专利]基于碳化蚕丝织物的柔性电极和柔性电池

权利要求书

1.一种柔性电极，其特征在于，所述柔性电极包含碳化蚕丝织物和与所述碳化蚕丝织物复合的电极活性材料。

2.根据权利要求1所述的柔性电极，其特征在于，所述碳化蚕丝织物通过以下方法制得：在惰性气体保护下，将蚕丝织物在第一温度下进行脱水处理，在第二温度下进行预环化处理，并在第三温度下进行炭化处理，得到所述炭化蚕丝织物；

优选地，在惰性气体保护下，将蚕丝织物在100℃-200℃之间的第一温度下进行脱水处理1-2h，然后在300℃-400℃之间的第二温度下进行环化处理2-3h，然后在950℃-1100℃之间的第三温度下进行碳化处理1-2h，蚕丝织物升温到第一温度、第二温度和第三温度的升温速率独立地为2℃-10℃/min。

3.根据权利要求1或2所述的柔性电极，其特征在于，所述电极活性材料为负极活性材料，所述负极活性材料为锂金属、硅、石墨或金属氧化物；优选地，所述负极活性材料为锂金属，所述柔性电极为柔性锂负极。

4.根据权利要求3所述的柔性电极，其特征在于，所述柔性锂负极通过以下方法制备：将所述碳化蚕丝织物裁剪为大小合适的碳化蚕丝织物极片，与锂金属电极相匹配，组装为半电池；在电流大小恒定的条件下，将锂金属定量沉积到碳化蚕丝织物极片上；然后取出沉积有锂金属的碳化蚕丝织物极片，用有机溶剂冲洗，干燥，得到所述柔性锂负极。

5.根据权利要求4所述的柔性电极，其特征在于，所述电流大小在0.1-1mA cm^-2的范围内，所述锂金属的沉积量在1-20mAh cm^-2的范围内。

6.根据权利要求1或2所述的柔性电极，其特征在于，所述电极活性材料为正极活性材料，所述正极活性材料包含硫元素，所述柔性电极为柔性硫正极。

7.根据权利要求6所述的柔性电极，其特征在于，所述柔性电极通过以下方法制备：将硫粉与导电添加剂按照(2-3):1的质量比混合并充分研磨，将研磨好的混合物在惰性气体保护下在150-160℃下进行水热反应12-16h，得到硫复合物；将所得的硫复合物和粘结剂按照(8-9):1的质量比在溶剂中充分混合，得到正极浆料；然后将所得的正极浆料涂覆于所述碳化蚕丝织物上，在60℃-80℃下真空干燥12-16h以去除溶剂，得到所述柔性电极；

优选地，所述导电添加剂为乙炔黑、科琴黑、Super P、Super C45、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种，所述粘结剂为水系粘结剂或者有机溶剂系粘结剂。

8.根据权利要求1或2所述的柔性电极，其特征在于，所述电极活性材料为正极活性材料，所述正极活性材料为镍钴锰三元材料、钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝三元材料、锰酸锂、镍酸锂中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的柔性电极，其特征在于，所述柔性电极通过以下方法制备：将所述正极活性材料与导电添加剂、粘结剂按照(4-9):(1-2):1的质量比在溶剂中混合均匀，得到正极浆料；然后将所得的正极浆料均匀涂覆于所述碳化蚕丝织物上，在60℃-80℃下真空干燥12-16h以去除溶剂，得到所述柔性电极；

优选地，所述导电添加剂为乙炔黑、科琴黑、Super P、Super C45、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种，所述粘结剂为水系粘结剂或者有机溶剂系粘结剂。

10.一种柔性电池，包括电极、隔膜和电解液，所述电极包括正极和负极，所述隔膜位于所述正极和所述负极之间，其特征在于，所述电极包括根据权利要求1-9中任一项所述的柔性电极；

优选地，所述负极为根据权利要求3-5中任一项所述的柔性电极，即柔性锂负极；

优选地，所述正极为根据权利要求6-7中任一项所述的柔性电极，即柔性硫正极；

更优选地，所述负极为根据权利要求3-5中任一项所述的柔性电极，即柔性锂负极，所述正极为根据权利要求6-7中任一项所述的柔性电极，即柔性硫正极，所述柔性电池为柔性锂硫电池。