[发明专利]一种高性能碳纸基电极负极复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种高性能碳纸基电极负极复合材料及其制备方法和应用，所述复合材料主要是由碳纸基底和活性物质所组成，羟基化碳纸作为基底，活性物质的纳米颗粒不仅附着于碳纸的表面，还渗透入碳纸的内部，附着于其内部碳纤维的表面，整个复合结构中包含多孔结构。相对于现有技术，本发明工艺步骤简单，反应时间短，重复性好，收率高，且成本低廉，具有较好的规模化应用潜力；所制备的电极为一体化的，不需要再进行常规电极制备的混料、涂膜、干燥等繁多的工艺步骤，使用方便；将之应用于制备锂离子电极，倍率、循环稳定性良好，充放电性能优异。

主权项

1.一种碳纸基电极负极复合材料，其特征在于，所述复合材料主要是由碳纸基底和活性物质所组成，所述碳纸为羟基化碳纸，活性物质的纳米颗粒不仅附着于碳纸的表面，还渗透入碳纸的内部，附着于其内部碳纤维的表面；所述碳纸基电极负极复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）混料：将活性物质、壳聚糖凝胶、造孔剂分批加入到溶剂中，均匀混合；所述造孔剂为三嵌段共聚物和聚苯乙烯球，所述三嵌段共聚物选自EO20PO70EO20或EO106PO70EO106中的一种；所述聚苯乙烯球直径为300 nm；所述三嵌段共聚物的加入量为活性物质的质量的0.25～2倍，聚苯乙烯球的加入量为活性物质质量的0.5～1.5 倍；所述壳聚糖的粘度范围为50～500 cps，加入量为活性物质质量的1～3倍；所述壳聚糖凝胶制备方法为：将壳聚糖分散于含体积比为0.5‑1%乙酸的水溶液中，超声搅拌至完全溶解制备而成；（2）涂覆：将步骤（1）得到的均匀浆料除去一部分的溶剂后，将其均匀刮涂在羟基化碳纸上；（3）后处理：将步骤（2）得到的复合材料经由高温碳化处理，经由碳化过程去除中间的模板制备得到碳纸基多孔复合电极负极材料。