孪生聚合法制备电极材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种孪生聚合法制备电极材料的方法，以孪生单体为原料，加入酸催化，使孪生单体聚合得到相互层插在一起的两种高聚物的混合物，经过萃取、干燥后，在无氧环境下碳化得到碳材料和金属氧化物的复合电极材料，或者在有氧环境下煅烧除去碳元素以得到纯粹的金属氧化物电极材料；所述孪生单体由有机高分子前驱体和无机氧化物前驱体化学键合而成。该方法制备的碳材料与金属氧化物的复合电极材料有着比电容量较大，倍率性能较好、导电性较好以及循环性能较好等突出优势，在电化学领域中有着较好的发展前景。也可以除去复合电极材料中的金属氧化物，得到纯粹的碳材料；或者在空气中碳化，得到纯粹的金属氧化物。

【技术实现步骤摘要】
孪生聚合法制备电极材料的方法
本专利技术涉及一种电极材料的制备方法，特别是指一种孪生聚合法制备电极材料的方法。
技术介绍
随着石油、煤炭等化石能源的日益枯竭，能源污染步步逼近，能源危机问题显得越来越严峻。在这样的背景情况下，要求发展新能源材料变得迫在眉睫。尤其是电化学储能与转换技术，作为一种应对能源危机的新兴技术，由于同时具有环境友好和高效的特点而受到重视。而电化学储能与转换技术的核心在于电化学器件，电化学器件的核心则在于电极材料。电极材料主要包括无机氧化物电极材料、导电聚合物电极材料与碳材料三大类。其中，无机氧化物电极材料(主要是金属氧化物)包括RuO2、TiO2、SnO2等，其主要特点在于该材料制成的电化学器件有着较高的比能量和比功率，但是缺点在于该材料成本太高、导电性较差、倍率以及循环性能较差且重金属不易回收。导电聚合物材料包括PPY、PTH、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N型掺杂的材料，该电极的优势在于有着很高的比电容量以及很小的内阻，但是其循环性能以及稳定性上却有所制约。碳材料主要包括活性碳电极材料、碳纤维电极材料、碳气凝胶电极材料以及碳纳米管电极材料，该类材料拥有极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孪生聚合法制备电极材料的方法，其特征在于：以孪生单体为原料，加入酸催化，使孪生单体聚合得到相互层插在一起的两种高聚物的混合物，经过萃取、干燥后，在无氧环境下碳化得到碳材料和金属氧化物的复合电极材料，或者在有氧环境下煅烧除去碳元素以得到纯粹的金属氧化物电极材料；所述孪生单体由有机高分子前驱体和无机氧化物前驱体化学键合而成。

【技术特征摘要】
1.一种孪生聚合法制备电极材料的方法，其特征在于：以孪生单体为原料，加入酸催化，使孪生单体聚合得到相互层插在一起的两种高聚物的混合物，经过萃取、干燥后，在无氧环境下碳化得到碳材料和金属氧化物的复合电极材料，或者在有氧环境下煅烧除去碳元素以得到纯粹的金属氧化物电极材料；所述孪生单体由有机高分子前驱体和无机氧化物前驱体化学键合而成。2.根据权利要求1所述的孪生聚合法制备电极材料的方法，其特征在于：在加入酸催化聚合前，采用超声处理使结晶的孪生单体由结晶态变成液态，得到液态孪生单体，超声处理功率为80～160W，时间为0.5h～1h。3.根据权利要求2所述的孪生聚合法制备电极材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)孪生聚合：向所述液态孪生单体中加入酸催化剂，在不超过100℃的温度下反应2～59h，得到产物A；2)萃取和干燥：对产物A进行萃取，取下层棕色浊液进行真空干燥，得到棕黑色产物B；3)碳化：将产物B磨细后放在磁舟之中，再将磁舟放在管式马弗炉内，在无氧环境下加热碳化；碳化完全后，冷却得到纯黑色产物C，即为碳材料和无机氧化物的复合电极材料。4.根据权利要求1～3中任一项所述的孪生聚合法制备电极材料的方法，其特征在于：还包括以下步骤：将所述复合电极材料通过化学腐蚀的方式刻蚀掉其中的无机氧化物，纯化干燥后得到不含无机氧化物的碳电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨应奎，陆贇，李冉，高鹏远，张爱清，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42