[发明专利]一种基于生物纤维织物的高性能柔性碳膜电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于生物纤维织物的高性能柔性碳膜电极材料的制备方法。本发明制备方法依次包括以下步骤：第一步，通过溶剂热方法将氮化碳负载到生物纤维织物；第二步，将负载有氮化碳的生物纤维织物高温烧结；第三步，将烧结产物冷却；第四步，获得柔性碳膜电极材料。采用的生物质织物可以是棉纤维、竹纤维、甲壳素纤维之一种或一种以上纤维所织的织物。烧结条件为在惰性气氛下700～1000℃之间烧结1～4小时。本发明制备方法简便易行，易于工业化，制备的柔性电极材料电化学性能优异。

技术领域

本发明涉及一种柔性电极的制备方法，特别涉及一种基于生物纤维织物的高性能柔性碳膜电极材料的制备方法，属于超级电容器和电池用电极领域。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对电子产品的要求越来越高，便携式可穿戴电子设备的市场需求越来越大，可折叠或可弯曲的手机、笔记本电脑等具有柔性的、便携式的、可弯曲的设备，越来越受到消费者的推崇。为满足便携式可穿戴电子设备的市场需求，亟需研发出轻便、柔性的储能元件。柔性超级电容器和柔性电池作为新兴的储能元件，具备了良好的柔韧性，为电子设备的便携、可穿戴提供了保障。柔性电极是柔性超级电容器和柔性电池的关键，成为目前研究的热点。

目前柔性电极通常采用石墨烯和碳纳米管，价格高昂。生物质材料具有价格低廉、环境友好、可再生等优点，其电极材料容易大规模生产，可望具有广泛的应用前景。但是，如何获得优异电化学性能的生物质基柔性电极材料，目前仍然是难题。

发明内容

本发明的目的在于提供电化学性能优异的超级电容器和电池用柔性电极的制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种基于生物纤维织物的高性能柔性碳膜电极材料的制备方法，依次包括以下步骤：

第一步，通过溶剂热方法将氮化碳负载到生物纤维织物；

第二步，将负载有氮化碳的生物纤维织物高温烧结；

第三步，将烧结产物冷却；

第四步，获得柔性碳膜电极材料。

本发明基于生物纤维织物的高性能柔性碳膜电极材料的制备方法，采用的生物质织物可以是棉纤维、竹纤维、甲壳素纤维之一种或一种以上纤维所织的织物。

本发明基于生物纤维织物的高性能柔性碳膜电极材料的制备方法中的第一步采用乙腈为溶剂、三聚氰氯和双氰胺为原料，通过溶剂热方法将氮化碳负载到生物纤维织物。这里，溶剂热反应温度可以是150-250℃，反应时间可以是12-36h。

本发明基于生物纤维织物的高性能柔性碳膜电极材料的制备方法，第二步的烧结条件为：在惰性气氛下700～1000℃之间烧结1～4小时。

本发明基于生物纤维织物的高性能柔性碳膜电极材料的制备方法具有以下显著优点：(1)采用价廉并商业化的生物质织物为原料制备高性能柔性碳膜电极材料；(2)通过溶剂热方法将氮化碳负载到生物纤维织物后再烧结，获得的碳膜柔性电极材料的电化学性能优异。

具体实施方式

本发明基于生物纤维织物的高性能柔性碳膜电极材料的制备方法，依次包括以下步骤：

第一步，通过溶剂热方法将氮化碳负载到生物纤维织物；

第二步，将负载有氮化碳的生物纤维织物高温烧结；

第三步，将烧结产物冷却；

第四步，获得柔性碳膜电极材料。

本发明通过溶剂热方法将氮化碳负载到生物纤维织物，然后高温烧结，生物质织物烧结变成碳，由此获得柔性碳膜电极材料。