[发明专利]纳米管阵列/碳布复合材料、柔性电极、锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米管阵列/碳布复合柔性电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

（1）在反应釜中，将镍金属盐、钴金属盐和尿素溶于水中，加入碳布，搅拌均匀，水热反应后，冷却至室温，将产物洗涤干燥后得到前驱体阵列；

（2）将所述前驱体阵列放入铁盐溶液中依次进行保温、洗涤、干燥后得到柔性FeOOH纳米管阵列/碳布复合物；

（3）将所述柔性FeOOH纳米管阵列/碳布复合物浸泡在葡萄糖溶液中，然后风干，高温退火得到Fe₃O₄@C纳米管阵列/碳布复合物； 所述高温退火温度为500℃；

（4）选择性地，将所述Fe₃O₄@C纳米管阵列/碳布复合物放置于盛放有硫或次亚磷酸钠的陶瓷容器内，高温热处理，得到FeS@C纳米管阵列/碳布复合物或FeP@C纳米管阵列/碳布复合物；所述高温热处理的温度为200～600℃；

（5）以所述Fe₃O₄@C纳米管阵列/碳布复合物、FeS@C纳米管阵列/碳布复合物或FeP@C纳米管阵列/碳布复合物制备纳米管阵列/碳布复合柔性电极。

2.根据权利要求1所述的纳米管阵列/碳布复合柔性电极的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述镍金属盐为氯化镍，钴金属盐为氯化钴，所述氯化镍、氯化钴和尿素溶于水中，得到的氯化镍浓度为0.1～0.4mol/L、氯化钴浓度为0.2～0.8mol/L、尿素浓度为1.0～3.0 mol/L。

3.根据权利要求1所述的纳米管阵列/碳布复合柔性电极的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述反应釜填充度为60～90%，所述洗涤是用去离子水和乙醇溶液洗涤，所述干燥温度为50～100℃，所述水热反应时间为5～24小时，所述水热反应温度为80～150℃，所述碳布尺寸为3 cm × 6 cm。

4.根据权利要求1所述的纳米管阵列/碳布复合柔性电极的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述铁盐溶液为三氯化铁溶液，所述三氯化铁溶液的浓度为0.02～0.08 mol/L；所述保温的温度为20～80℃，所述保温的时间为6～18小时；所述干燥的温度为30～60℃，所述干燥的时间为6～18小时。

5.根据权利要求1所述的纳米管阵列/碳布复合柔性电极的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述葡萄糖溶液的浓度为0.2～0.8 mol/L，所述浸泡时间为5～24小时。

6.根据权利要求1所述的纳米管阵列/碳布复合柔性电极的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述硫的用量为0.05～0.2 g，所述次亚磷酸钠的用量为0.5～2.0 g。

7.根据权利要求1所述的纳米管阵列/碳布复合柔性电极的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，高温热处理的时间为2～8小时，保护气氛为氩气。

8.由权利要求1-7任一项所述制备方法制得的一种纳米管阵列/碳布复合材料，其特征在于，所述复合材料是Fe₃O₄@C纳米管阵列/碳布复合物、FeS@C纳米管阵列/碳布复合物或FeP@C纳米管阵列/碳布复合物，所述纳米管阵列的直径是100～200纳米，长度是3～6微米。

9.一种纳米管阵列/碳布复合柔性电极，其特征在于，所述柔性电极包含权利要求8的所述纳米管阵列/碳布复合材料。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述电池包含权利要求9的所述纳米管阵列/碳布复合柔性电极。