[发明专利]一种柔性一体化NVP/GO/CNT膜电极及其制备方法

说明书

本发明涉及钠离子电池技术领域，提供了一种NVP/GO/CNT柔性一体化膜电极的制备方法，包括以下步骤：将NVP，GO，CNT三者分散到溶剂中，之后将NVP，CNT依次滴加到GO溶液中，均匀混合后经真空抽滤成膜，干燥处理既得NVP/GO/CNT膜电极。本发明通过简单的真空抽滤法制备得到NVP/GO/CNT柔性一体化膜电极，所得材料中，NVP作为活性材料，GO作为粘结剂，CNT作为导电剂，三者均匀混合，CNT构筑成相互连接的导电网络，有利于电荷的高效传导；NVP和CNT均匀分散在GO片层之间，有助于减少GO片层的团聚，加快电解液的渗透和传输。将本发明提供的制备方法得到的NVP/GO/CNT膜电极作为钠离子电池的正极材料得到的钠离子电池，兼有高的储钠容量和优异的倍率及循环性能。

技术领域

本发明涉及钠离子电池材料技术领域，尤其涉及一种柔性一体化NVP/GO/CNT膜电极及其制备方法。

背景技术

钠离子电池由于其资源丰富、成本低廉、安全性好的优点，在大规模储能应用领域展现出光明前景。电极材料是电池的重要组成部分，目前钠离子电池的正极材料主要有过渡金属氧化物，聚阴离子型化合物，普鲁士蓝等，其中，聚阴离子型化合物Na₃V₂(PO₄)₃(NVP)由于具有钠快离子导体结构，热稳定性好等优点，是最具发展前景的钠离子电池正极材料，但其倍率性能受到电子导电性差的限制，有待改性。将其与导电性好的材料，如石墨烯，碳纳米管(CNT)，无定形碳等复合是改善NVP电化学性能的主要方式。

随着对可穿戴柔性电池需求不断增加，高性能的柔性一体化电极受到研究者们的广泛关注。氧化石墨烯(GO)具有丰富的表面官能团，易于自组装成膜，且形成的膜材料具有良好的柔性，是制备柔性一体化电极的常用材料。目前制备的柔性一体化电极中，选择GO作为柔性基底后，通常需要加热或者浸入到化学试剂中将GO还原，提高材料的导电性，但加热需要耗费能源，化学试剂具有毒性或者污染，且还原后的GO表面官能团大量减少，不利于膜结构的保持。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种柔性一体化NVP/GO/CNT膜电极及其制备方法。本发明提供的制备方法操作方法简单，将NVP，GO，CNT配成溶液，后将三者混合，真空抽滤干燥后既得柔性一体化NVP/GO/CNT材料，解决了以GO作为柔性基体制备柔性一体化膜电极后，GO需要还原的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种柔性一体化NVP/GO/CNT膜电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)将NVP，GO，CNT材料经超声，搅拌后分别配置为溶液；

(2)将所述步骤(1)得到的三个溶液进行混合，得到混合溶液；

(3)将混合溶液真空抽滤，干燥后既得NVP/GO/CNT膜电极。

优选的，所述步骤(1)中的NVP材料由溶胶凝胶法或固相法制备。

优选的，所述步骤(1)中的NVP粒径为80-500nm，GO片层层数为1-5层，片层大小为2-9μm，CNT的长度为0.3-2μm。

优选的，所述步骤(1)中NVP，GO，CNT溶液的浓度分别为1-20mg/mL，0.5-10mg/mL和0.5-6mg/mL。

优选的，所述步骤(3)中的真空抽滤过程是在将混合溶液搅拌的情况下，将混合溶液取1-5mL滴加到真空抽滤装置中，待抽干后，再继续滴加。

优选的，所述步骤(3)中的干燥方式包括冷冻干燥，自然晾干和真空烘箱干燥中的至少一种。

优选的，所述冷冻干燥的方式中，温度为-65～-71℃，时间为24-50h。