一种钠离子电池新型二维炭复合柔性电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钠离子电池新型二维炭复合柔性电极及其制备方法，将通过羟醛缩合反应制备得到的碳量子点与氧化石墨烯共混，真空抽滤成膜，高温处理，碳量子点原位衍生为二维碳纳米片，氧化石墨烯热还原为石墨烯，二维碳纳米片和石墨烯片层两种异质二维结构交错堆叠形成复合电极，有效避免了二维片层致密堆叠的现象；所述电极中碳量子点衍生碳纳米片和石墨烯的质量比例为(0.05‑0.5)：1，所制备的复合电极具有良好的柔性，膜的厚度为5‑100μm。该电极可直接用作钠离子电池负极，并表现出优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池新型二维炭复合柔性电极及其制备方法
本专利技术涉及新能源材料
，尤其涉及一种钠离子电池新型二维炭复合柔性电极及其制备方法。
技术介绍
随着资源、环境问题的日益凸显，发展新型可再生能源已成为十分紧迫的问题，储能体系作为影响其发展的关键技术引起了越来越多的关注。在现有的储能技术中，以锂离子电池为代表的电化学储能具有能量转换效率高、使用安全等特点，最具应用前景。锂离子电池能量密度高、体积小，现已广泛应用在手机、电脑等通讯设备和电动汽车、混合动力车等交通工具及医疗、军工等领域。然而，锂资源有限，且地域分布不均，严重限制了锂离子电池在规模储能领域的发展。钠和锂位于同一主族，具有相似的物理化学性质，且钠资源丰富、价格低廉，因此钠离子电池被认为是在规模储能领域有望取代锂离子电池的新型二次电池。随着柔性可穿戴设备的发展，人们对柔性储能器件提出了更高的要求。电极是电池体系的关键，传统的电极成型工艺是将活性材料、导电剂和高分子粘结剂按照一定比例匀浆涂覆在金属集流体上，制备得到的电极柔性较差，且其中使用的高分子粘结剂为绝缘体，会增加电极内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钠离子电池新型二维炭复合柔性电极，其特征在于，所述电极由通过羟醛缩合反应制备得到的碳量子点与氧化石墨烯的复合膜经过高温处理，碳量子点原位衍生为二维碳纳米片，氧化石墨烯热还原为石墨烯，二维碳纳米片和石墨烯的片层交错堆叠形成的复合电极；所述电极中二维碳纳米片和石墨烯的质量比例为(0.05-0.5)：1，所制备的复合电极具有良好的柔性，膜的厚度为5-100μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池新型二维炭复合柔性电极，其特征在于，所述电极由通过羟醛缩合反应制备得到的碳量子点与氧化石墨烯的复合膜经过高温处理，碳量子点原位衍生为二维碳纳米片，氧化石墨烯热还原为石墨烯，二维碳纳米片和石墨烯的片层交错堆叠形成的复合电极；所述电极中二维碳纳米片和石墨烯的质量比例为(0.05-0.5)：1，所制备的复合电极具有良好的柔性，膜的厚度为5-100μm。


2.一种钠离子电池新型二维炭复合柔性电极的制备方法，其特征在于，制备过程包括以下步骤：
(1)将NaOH粉末加入到40wt％的乙醛溶液中，通过羟醛缩合反应得到碳量子点，将得到的碳量子点分散在去离子水中，浓度为0.1-2mg/mL；
(2)将氧化石墨烯配制成浓度为0.5-10mg/mL的水溶液；
(3)将溶液(1)和溶液(2)按照一定比例混合、搅拌、超声，使碳量子点和氧化石墨烯分散均匀；
(4)将混合溶液(3)真空抽滤成膜，干燥，得到碳量子点/氧化石墨烯复合膜；
(5)将得到的碳量子点/氧化石墨烯复合膜在惰性气氛保护下升温至500-1000℃，恒温热处理2-10h，碳量子点原位衍生为二维碳纳米片，氧化石墨烯热还原为石墨烯，得到柔性自支撑的碳量子点衍生碳纳米片/石墨烯复合膜。


3.根据权利要求2所述一种钠离子电池新型二维炭复合柔性电极的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中碳量子点在去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，孙宁，朱奇珍，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11