[发明专利]柔性电极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柔性电极材料的制备方法：按照质量比为1:10‑20，将织物在硝酸水溶液中于80‑95℃下活化1‑2h，得到活化后的织物；按质量比为1:5‑10，将活化后的织物浸泡于硫酸氧钛的水溶液中，所述硫酸氧钛水溶液的浓度为3‑8mmol/L，然后向其中加入尿素作为沉淀剂，在120‑140℃进行反应，得到沉积有二氧化钛的织物；将沉积有二氧化钛的织物浸入碳纳米管分散液中，在80‑110℃下处理，得到柔性电极材料；其中，碳纳米管分散液中包括碳纳米管、含氮和/或磷元素的阳离子表面活性剂和水。本发明所制备的柔性电极材料，既具有织物的透气、柔性、可拉伸特征，同时具有抗菌性能以及良好的电化学性能。

技术领域

本发明涉及一种电极材料技术领域，尤其涉及一种柔性电极材料及其制备方法。

背景技术

在织物中植入电子元件即可得到可穿戴电子产品，使服装在保持舒适性的基础上具有更多的电子信息功能。可穿戴电子产品在连续性的个人健康监测装置、高性能运动服、柔性显示器等方面有很好的应用前景。然而，电子产品皆需电源提供，因此具有纺织品所特有的轻质、柔性、透气和可拉伸等性能的能量转化或储存装备成为必要。

碳材料比表面积高、导电性好、化学性能稳定。碳纳米管具有巨大的长径比和中空结构，使其具有大的比表面积以便存储大量电荷。此外，碳纳米管还具有良好的导电性和化学稳定性，在制备储能材料时可提供较大的循环稳定性和使用寿命。

利用碳纳米管对织物进行处理用作电极材料的技术中，存在一定的缺点，如碳纳米管吸附量较少，导电性能得不到明显提高，而通过添加交联剂或粘合剂的方式来增加碳纳米管在织物上的吸附量，会严重影响织物手感。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种柔性电极材料及其制备方法，本发明提供的柔性电极材料，既具有织物的透气、柔性、可拉伸特征，又具备阻燃性和导电性，同时在拉伸状态下依然保持良好的电化学性能。

在一方面，本发明提供了一种柔性电极材料的制备方法，包括以下步骤：

一种柔性电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照质量比为1:10-20，将织物在硝酸水溶液中于80-95℃下活化1-2h，得到活化后的织物；

(2)按质量比为1:5-10，将活化后的织物浸泡于硫酸氧钛的水溶液中，所述硫酸氧钛水溶液的浓度为3mmol/L-8mmol/L，然后向其中加入尿素作为沉淀剂，在120-140℃进行反应，得到沉积有二氧化钛的织物；

(3)将所述沉积有二氧化钛的织物浸入碳纳米管分散液中，在80-110℃下处理1-2h，得到所述柔性电极材料；其中，所述碳纳米管分散液中包括碳纳米管、含氮和/或磷元素的阳离子表面活性剂和水。

进一步地，在步骤(1)中，所述硝酸水溶液的质量浓度为0.1wt％-1wt％。

进一步地，在步骤(1)中，所述织物的材质为棉、麻、蚕丝、涤纶和腈纶中的一种或几种。

进一步地，在步骤(2)中，所述尿素与硫酸氧钛的摩尔比为1-10:1。

进一步地，在步骤(2)中，反应时间为2-4h。

进一步地，在步骤(3)中，所述碳纳米管分散液中碳纳米管的质量分数为5-20％，所述沉积有二氧化钛的织物的质量与所述碳纳米管的质量比为1:0.1-0.25。

进一步地，在步骤(3)中，所述阳离子表面活性剂为脂肪胺、聚氧乙烯脂肪胺、季胺盐、聚氧乙烯季胺盐和聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种或几种。

进一步地，在步骤(3)中，所述阳离子表面活性剂与碳纳米管的质量比为0.01-0.05:1。

进一步地，在步骤(3)中，所述碳纳米管的粒径为10-50nm。