[发明专利]自适应的电极材料孔结构的重塑方法、电极材料及其应用

权利要求书

1.一种自适应的电极材料孔结构的重塑方法，其特征在于，包括：

(1)将纳米活性材料、导电剂、粘结剂和分散剂混合，以便得到电极浆料；

(2)将所述电极浆料负载在集流体表面上，以便得到电极；

(3)以所述电极为工作电极，并连接对电极和参比电极，在活性电解液中装配成三电极电化学体系并在一定电位区间进行电化学扫描，在电场驱动下，所述活性电解液中的阳离子和/或阴离子嵌入和脱出所述工作电极的特征孔，以便对所述电极材料的孔结构进行重塑；在步骤(3)中，所述活性电解液包括溶质和溶剂，其中，所述溶质中至少包含一种阴离子或阳离子其尺寸介于溶剂化金属离子和所述特征孔之间，其中，所述溶剂化金属离子包括Al³⁺、Mg²⁺和Ca²⁺中的至少之一。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述纳米活性材料包括石墨烯、石墨炔、二硫化钼、六方氮化硼、石墨相C₃N₄、黑磷烯、硅烯、氧化硅烯、二维过渡金属碳氮化物中的至少之一；

在步骤(1)中，所述导电剂包括导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、单层石墨烯纳米片、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和石墨粉中的至少之一；

在步骤(1)中，所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚环氧乙烯和海藻酸钠中的至少之一；

在步骤(1)中，所述分散剂包括水、乙醇、乙二醇、丙酮、乙腈、碳酸丙烯酯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的至少之一。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述集流体包括铜箔、铝箔、钛箔、镍箔、石墨箔、金片、铂片、不锈钢带、不锈钢网、泡沫镍、泡沫铜、碳布和碳纸中的至少之一。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述溶质包括盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸、三氟甲磺酸、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯、氨水、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锌、硫酸镁、硫酸钙、硫酸铝、硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸锌、硝酸镁、硝酸钙、硝酸铝、磷酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸锌、磷酸镁、磷酸钙、磷酸铝、高氯酸锂、高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锌、高氯酸镁、高氯酸钙、高氯酸铝、四氟硼酸锂、四氟硼酸钠、四氟硼酸钾、四氟硼酸锌、四氟硼酸镁、四氟硼酸钙、四氟硼酸铝、六氟磷酸锂、六氟磷酸钠、六氟磷酸钾、六氟磷酸锌、六氟磷酸镁、六氟磷酸钙、六氟磷酸铝、三氟甲磺酸锂、三氟甲磺酸钠、三氟甲磺酸钾、三氟甲磺酸锌、三氟甲磺酸镁、三氟甲磺酸钙、三氟甲磺酸铝、三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酰亚胺钠、三氟甲磺酰亚胺钾、三氟甲磺酰亚胺锌、三氟甲磺酰亚胺镁、三氟甲磺酰亚胺钙、三氟甲磺酰亚胺铝、氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化锌、氯化镁、氯化钙、氯化铝、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化锌、溴化镁、溴化钙、溴化铝、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化锌、碘化镁、碘化钙和碘化铝中的至少之一；

所述溶剂包括水、乙腈、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊环中的至少之一；

所述活性电解液的浓度为0.01～10mol/L。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述对电极包括铂片电极、铂丝电极、活性炭电极、石墨棒电极或石墨纸电极；

所述参比电极包括银-氯化银电极、饱和甘汞电极、汞-氧化汞电极、汞-硫酸亚汞电极、银丝电极或标准氢电极。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电位区间为所述电解液还原分解及氧化分解之间的电位区间；

所述电化学扫描速度为0.01～100mV/s。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：对步骤(3)所得电极材料进行清洗。

8.一种电极材料，其特征在于，所述电极材料采用权利要求1-7中任一项所述的方法制备得到。