[发明专利]一种柔性薄膜电极的制备方法及所制备的电极和用途

权利要求书

1.一种柔性薄膜电极的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（a）将氧化石墨烯和羧甲基纤维素钠分别分散在水中，得到氧化石墨烯分散液和羧甲基纤维素钠分散液，将聚丙烯酸和所述羧甲基纤维素钠分散液加入到所述氧化石墨烯分散液中，均匀混合并发生分子交联，得到水性复合粘接剂，其中氧化石墨烯的质量百分比含量为10~35%，羧甲基纤维素钠的质量百分比含量为5~10%，聚丙烯酸的质量百分比含量为55~85%，氧化石墨烯、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸的质量百分比含量之和为100%；

（b）将活性粒子加入到所述水性复合粘接剂中，使其分散均匀，得到活性粒子混合液，所述活性粒子为硅纳米粒子或氧化亚硅颗粒，所述活性粒子的质量百分比含量为60~90%，所述氧化石墨烯、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸的质量百分比含量之和为10~40%，活性粒子与氧化石墨烯、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸的质量百分比含量之和为100%；

（c）对所述活性粒子混合液进行真空过滤和真空冷冻干燥，制备出柔性氧化石墨烯-羧甲基纤维素钠-聚丙烯酸-活性粒子复合薄膜；

（d）将所述柔性氧化石墨烯-羧甲基纤维素钠-聚丙烯酸-活性粒子复合薄膜液相还原为柔性石墨烯-羧甲基纤维素钠-聚丙烯酸-活性粒子复合薄膜；

（e）将所述柔性石墨烯-羧甲基纤维素钠-聚丙烯酸-活性粒子复合薄膜在水中浸泡、洗涤并冷冻干燥，然后进行真空热缩聚反应，反应后得到柔性薄膜电极。

2.根据权利要求1所述的柔性薄膜电极的制备方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠为日本大赛璐 DAICEL CMC2200，粘度为1500~3000 mPa·s，pH值为6.0~8.5，取代度最小为0.8，聚丙烯酸为质量百分比浓度45~55%水溶液，聚丙烯酸的平均分子量2800~3200。

3.根据权利要求1所述的柔性薄膜电极的制备方法，其特征在于，所述硅纳米粒子纯度不低于99.9%，粒径为20~100 纳米；氧化亚硅颗粒平均粒径为3.5~5 微米。

4.根据权利要求1所述的柔性薄膜电极的制备方法，其特征在于，所述步骤（d）中使用液相还原剂进行液相还原，所述液相还原剂为水合肼或硼氢化钠水溶液。

5.根据权利要求1所述的柔性薄膜电极的制备方法，其特征在于，所述步骤（e）得到的柔性薄膜电极的厚度为5~200微米。

6.根据权利要求1所述的柔性薄膜电极的制备方法，其特征在于，所述步骤（e）的真空热缩聚反应的温度为120-180℃，时间为1-6 h，真空度不高于0.1MPa。

7.一种柔性薄膜电极，其特征在于，所述柔性薄膜电极采用如权利要求1至6任一项所述的制备方法制作。

8.根据权利要求7所述的柔性薄膜电极，其特征在于，所述柔性薄膜电极在整体上呈现层状网络结构，所述活性粒子被石墨烯、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸分子所包覆。

9.根据权利要求7所述的柔性薄膜电极的用途，其特征在于，所述用途为锂离子电池或超级电容器的制作。