[发明专利]一种可用于全固态储能器件的柔性电化学电极的制备方法

说明书

本发明涉及电化学电极材料领域，更具体地，涉及一种可用于全固态储能器件的柔性电化学电极的制备方法。以解决现有技术存在的制备方法步骤繁琐的问题，还要解决现有技术制备出的电极存在的导电性低、性能不稳定和电化学性能不良的问题。本发明采用的步骤为：S1、在柔性基底上电沉积纳米金属层；S2、将所述覆盖金属层的柔性基底放入导电高分子单体的酸性水溶液中，通入0.5~1.0V直流电，使导电高分子单体均匀的生长覆盖在纳米金属层上，得到一层导电高分子膜；S3、将固态电解质涂敷于上述柔性电极上并封装为储能器件，固态电解质以聚乙烯醇为基体，以聚苯胺磺酸为电解质。

本发明涉及电化学电极材料领域，更具体地，涉及一种可用于全固态储能器件的柔性电化学电极的制备方法。

背景技术

便携式、可穿戴电子产品在人工皮肤、可穿着电子器件和航空航天等领域中显示了巨大的应用前景，同时，引起了人们对可折叠柔性电极及其储能器件的研究。另外也对用于这些可穿戴电子产品的电源性能提出了全固态、柔性、体积小、效率高等新要求。为了实现上述目标，开发全固态可快速充放电，兼具高电导率、优良机械强度、可折叠弯曲的柔性新型电极，是当前该领域的重要技术问题。

柔性电极多以聚合物或导电布作为基底材料，其上沉积碳纳米材料。碳纳米材料（碳纳米管、石墨烯）作为一种新型的纳米材料，具备高的电导率，纳米材料的尺寸效应，优异的电化学性质，在柔性导电材料的制备中具有非常广阔的应用前景。

现有技术中，有利用层层自组装（Layer by layer, LBL）原理将电极材料如单壁碳纳米管薄膜沉积于隔膜上[如Z. Niu, W. Zhou, J. Chen, et al. Compact-designedsupercapacitors using free-standing single-walled carbon nanotube films[J].Energy Environ. Sci., 2011, 4(4): 1440-1446]；还有通过将棉布、纸张等浸渍到电极活性材料的溶液中[如L. Hu, M. Pasta, F. L. Mantia, et al. Stretchable, porous,and conductive energy textiles[J]. Nano Lett., 2010, 10(2): 708-714]，制备导电纸，然后再组装成各种器件，组装中使用的电解质均为聚乙烯醇（PVA）、硫酸和磷酸。第一种制备方法过程复杂，成本高，且不利于批量生产；第二种制备方法，配制电极材料的溶液时需要使用一定浓度的表面活性剂，因此影响电极的导电性能。且两种方法组装中所用的硫酸、磷酸均为小分子酸，腐蚀性大且易挥发，一方面存在生产安全隐患，也会导致器件的性能不稳定。

发明内容

本发明要提供一种可用于全固态储能器件的柔性电化学电极的制备方法，以解决现有技术存在的制备方法步骤繁琐的问题，还要解决现有技术制备出的电极存在的导电性低、性能不稳定和电化学性能不良的问题。

为了达到本发明的目的，本发明提供一种可用于全固态储能器件的柔性电化学电极的制备方法，包括以下步骤：

S1、在柔性基底上电沉积纳米金属层；

S2、将所述覆盖金属层的柔性基底放入导电高分子单体的酸性水溶液中，通入0.5~1.0V直流电，使导电高分子单体均匀的生长覆盖在纳米金属层上，得到一层导电高分子膜；

S3、将固态电解质涂敷于上述柔性电极上并封装为储能器件，固态电解质以聚乙烯醇（PVA）为基体，以聚苯胺磺酸为电解质。

作为优选的，所述步骤S1具体包括：取柔性基底浸渍到质量浓度为0.5%~10%的纳米金属溶胶中电沉积5~60分钟，取出后，在50℃~70℃下烘干1~2小时，形成纳米金属层。

作为优选的，纳米金属溶胶可以为金溶胶或银溶胶。