[发明专利]基于细菌纤维素膜的柔性电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于细菌纤维素膜的柔性电极及其制备方法。所述方法首先采用浸泡的方式在细菌纤维素纤维上沉积聚多巴胺；其次，将膜依次浸泡在金属前驱体、有机配体溶液中，在纤维素空间网络中原位合成金属有机框架多面体；最后，将膜浸泡在吡咯单体溶液中，静置原位聚合导电高分子，制备聚吡咯/ZIF‑67/聚多巴胺/细菌纤维素膜柔性电极。本发明的柔性电极采用连续的浸泡方法，简单便捷，易于实现，采用聚多巴胺调控了金属有机框架在细菌纤维素膜上的原位生长，提升了导电聚合物/细菌纤维素的比电容、保留率及循环稳定性。

技术领域

本发明属于柔性电极技术领域，涉及一种基于细菌纤维素膜的柔性电极及其制备方法。

背景技术

超级电容器作为一种新型的电化学储能设备，因具有生产成本低、生产方法简单高效、生产过程绿色环保、使用寿命长、功率密度高和充放电速度快等特点，在电动汽车、便携式电子设备、备用电源等方面有着广泛的应用。超级电容器性能很大程度上由电极决定，电极材料的组成与结构显得尤为重要(①L.Dong,et al,Flexible electrodes andsuper-capacitors for wearable energy storage:a review by category.Journal ofMaterials Chemistry A2016,4(13),4659-4685)。

细菌纤维素是一种低廉的生物质材料，具有相互交联的网络结构和良好的机械柔韧性。细菌纤维素作为商品化的碳基材料，可用于大规模制备结构齐整、多层次的碳纳米纤维，也可直接作为模板原位合成、沉积电活性材料。Li等将细菌纤维素悬浮液、碳纳米管溶液进行逐步过滤从而制成细菌纤维素-碳纳米管，经电聚合获得聚苯胺/碳纳米管/细菌纤维素三元复合膜。这种无支撑的电极有着较高的比电容(656F g^-1，电流密度1A g^-1)，组装的对称电容器具有优异的弯曲性能和循环稳定性(②S.Li,et al.Flexible super-capacitors based on bacterial cellulose paper electrodes,Advanced EnergyMaterials2014,4,1301655)。