[发明专利]一种柔性钠离子电容器及其制备方法

摘要

一种柔性钠离子电容器及其制备方法，属于材料技术领域。所述电容器由正极、负极、隔膜、钠离子有机电解液、铝塑膜组成，具体的制备方法如下：（1）制备氧缺陷自掺杂柔性自支撑钛酸盐纳米阵列负极材料；（2）制备活性炭修饰柔性自支撑石墨烯复合纸电容型正极材料；（3）组装柔性钠离子电容器。本发明的优点是：本发明通过利用氧缺陷自掺杂纳米阵列本征载流子扩散路径短和导电性好的优点，可有效提高负极材料的倍率和循环性能，同时结合活性炭石墨烯复合纸电容大的特性，提高钠离子电容器的功率密度和能量密度以及使用寿命。合成工艺和组装工艺简单，节约环保，价格低廉，有望成为未来理想的材料和器件在储能上。

主权项

1.一种柔性钠离子电容器，其特征在于：所述柔性钠离子电容器由铝塑膜一（1）、正极一（2）、隔膜一（3）、负极（4）、隔膜二（5）、正极二（6）、铝塑膜二（7）依次呈波纹状堆叠而成，在铝塑膜一（1）、正极一（2）、隔膜一（3）、负极（4）、隔膜二（5）、正极二（6）、铝塑膜二（7）之间充满钠离子有机电解液（8），所述正极一（2）和正极二（6）的材料均为活性炭修饰柔性自支撑石墨烯复合纸电容型正极材料，所述负极（4）的材料为氧缺陷自掺杂柔性自支撑钛酸盐纳米阵列负极材料，化学式为MxTiyOz‑a，其中M为 Na、K或Ca；所述的氧缺陷自掺杂柔性自支撑钛酸盐纳米阵列负极材料得制备方法如下：（1）按摩尔浓度为0.5~5mol/L配制50mL碱性水溶液，将全部碱性水溶液和面积为5´3cm2的钛片转入80mL大小的聚四氟乙烯内衬中，聚四氟乙烯内衬位于高压反应釜内，将高压反应釜置于160~220℃的烘箱中，控制反应时间为3~32 h，待反应釜自然冷却至室温，用去离子水与乙醇反复清洗至pH为6~8，再将处理后的钛片放置于80~120℃的烘箱中干燥24~48h，得到水合钛酸盐纳米阵列A；（2）将水合钛酸盐纳米阵列A放入马弗炉还原气氛中，以1~5℃/min升温速率从室温升至300~600℃煅烧1‑5h，得到氧缺陷自掺杂柔性自支撑钛酸盐纳米阵列负极材料；所述碱性水溶液为NaOH、KOH或Ca(OH)2混合液中的一种或多种。