[发明专利]一种CNT阵列构筑的弹性电极及其制备和应用

权利要求书

1.一种弹性电极的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将弹性高分子材料A加入到溶剂A中，于20～100℃搅拌0.5～48h，制成溶液A；

2)将所述溶液A倾倒在铝箔或直接倾倒在平板上，挥发溶剂0～60分钟，然后将上述整体于0～60℃浸渍入弹性高分子的不良溶剂A中1～300分钟，制备得到多孔膜；

3)将所述多孔膜在0～200℃下干燥1～24h，制得弹性基底；

4)将弹性高分子材料B加入到溶剂B中，于20～100℃下搅拌0.5～48h，制成溶液B；然后将电极材料和炭黑加入到溶液B中，混合分散得溶液C；

5)将CNT阵列加入到步骤(4)中的溶液C，超声0～60分钟，取出，得到浸渍了溶液C的碳纳米管阵列，然后将浸渍了溶液C的CNT阵列放置到步骤(3)的弹性基底上，然后将其整体浸渍入弹性高分子的不良溶剂B中1～300分钟，在0～100℃下干燥1～24h，制得所述CNT阵列构筑的弹性电极；

所述弹性高分子材料A和B独立的为丁苯橡胶、聚异戊二烯、聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、乙丙橡胶、丁晴橡胶、顺丁橡胶中的至少一种；

电极材料与弹性高分子B的质量比为1:5～4:1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂A和溶剂B独立的为环己烷、甲苯、苯、醋酸乙酯、二氯乙烷、四氢呋喃中的一种或二种以上；弹性高分子材料A在溶液A中的浓度为2～70wt％；所述弹性高分子材料B在溶液B中的浓度为2～70wt％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述弹性高分子的不良溶剂A和弹性高分子的不良溶剂B独立的为甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、水、DMF中的一种或二种以上。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中所述电极材料为磷酸钒钠(Na₃V₂(PO₄)₃)、氟磷酸钒钠、磷酸铁钠(NaFePO₄)、钠基过渡金属氧化物、钛酸钠(Na₂Ti₃O₇)、磷酸钛钠(NaTi₂(PO₄)₃)、二氧化钛(TiO₂)、二硫化钼(MoS₂)、锡(Sn)、碳(C)中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中所述炭黑为Super P、科琴黑(KB)、乙炔黑中的一种或二种以上；炭黑与弹性高分子B的质量比为1:10～2:1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)和步骤5)中浸入在不良溶剂中的时间为5～100分钟。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氟磷酸钒钠为NaVPO₄F或Na₃V₂O_x(PO₄)₂F_3-x，其中0≤x≤2；所述钠基过渡金属氧化物为NaCrO₂或NaVO₂。

8.一种权利要求1-7任一方法制备获得的弹性电极，其特征在于：所述弹性电极包括弹性基底和导电网络；所述弹性基底为三维多孔基底，孔径范围为1μm-15μm；

所述弹性电极的拉伸断裂点为100％-800％；

所述导电网络为CNT阵列，所述导电网络的厚度为50-1000μm。

9.一种权利要求8所述弹性电极的应用，所述弹性电极用于弹性钠离子电池中。