【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极材料制备领域，特别是指一种pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着社会和科技的发展，人类面临的能源日益短缺、气候日益恶化等问题严重，为了有效缓解和解决这些难题迫切需要推动传统能源向可持续、环保、来源广泛的能源材料方面转变。因此清洁、能量损耗低、容量高、循环性稳定性以及利用率高的能量转化与存储设备的研发变得至关重要。
2、电极材料是决定电池、电容器、电吸附等性能的关键因素。普通的粉末状电极材料通常需与粘结剂、导电材料混合溶解，并通过涂布等工艺制膜，外加的粘结剂、增溶剂会严重影响材料自身性能的发挥；且涂布工艺复杂，对人员的操作水平要求较高，不利用其大规模应用的推广，因此，开发可直接应用的具有优异性能的自支撑电极材料十分重要。
3、目前聚合物复合电极的制备方法大都采用导电剂和粘结剂，而导电剂的加入，会增加电极的死体积，影响其储能效率。粘结剂的加入，不仅会增加电极体系的死体积以及内阻，而且可能会堵塞电极材料中的孔洞，降低电极的有效比表面积，从而影响电解液的渗透和电极的储能能力。同时常用的物理粘结的方式可能无法一直维持材料在电极表面的稳定存在，特别是在高电流密度和长循环状态下，活性材料容易从电极表面脱落，导致材料的循环稳定性下降。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种制备方法简单、环保且具备良好的电容性、稳定性高的pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜及其制备方法和应用。
2、为解决上述
3、一方面，本专利技术提供的一种pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜，所述自支撑薄膜由pbfdo和ti3c2tx复合制得，ti3c2tx在pbfdo溶液中所占的质量百分比为1％-20％。
4、进一步的，所述ti3c2tx在pbfdo溶液中所占的质量百分比为5％-10％。
5、另一方面，本专利技术提供一种pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜的制备方法，包括：
6、(1)将ti3alc2进行化学刻蚀，获得ti3c2tx多层材料制备成水系分散液；
7、(2)将步骤1制备的ti3c2tx水系分散液中加入pbfdo溶液，混合、真空抽滤、干燥得到pbfdo/ti3c2tx复合薄膜；
8、(3)将步骤2制备的pbfdo/ti3c2tx复合薄膜剥离获得pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜。
9、进一步的，所述步骤(1)中，ti3alc2纯度大于98％，300～400目；化学蚀刻的反应条件为油浴加热，反应温度为40-55℃，反应时间为24h。
10、进一步的，所述步骤(1)中还包括将化学刻蚀获得的多层ti3c2tx悬浮液经沉淀、真空干燥得到的ti3c2tx粉末，将ti3c2tx粉末分散于去离子水制成水系分散液。
11、进一步的，所述步骤(1)中，真空干燥的反应条件为温度为50℃-60℃，时间为24h；分散液的浓度为0.5～5mg/ml的溶液。
12、进一步的，所述步骤(2)中，ti3c2tx与pbfdo溶液的质量百分比浓度为1％-20％；真空干燥的条件为50℃-60℃，1～12h。
13、进一步的，所述步骤(3)中，剥离的条件为先将pbfdo/ti3c2tx复合薄膜置于dmf溶液中浸泡0.5～1min后剥离，用去离子水冲洗，60℃干燥0.5～2h。
14、再一方面，本专利技术提供pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜的应用，应用于于超级电容器、电池、便携式电子设备、电动汽车领域。
15、本专利技术具有以下有益效果：
16、上述方案中，本专利技术采用pbfdo复合ti3c2tx制得自支撑薄膜，其中ti3c2tx由于其大的层间距、良好的化学稳定性、可调的表面化学性质、高导电性和优异的柔韧性等优点，在能源存储领域具有广阔的应用前景；pbfdo(聚苯并二呋喃二酮)作为一种新兴的共轭导电聚合物，具有高电导率、优异的空气稳定性、良好的溶解性和溶液加工性以及相干电荷输运特性；
17、本专利技术中在pbfdo溶液中加入ti3c2tx，利用ti3c2tx的二维层状结构和表面丰富的亲水性官能团等特性显著提高或拓展了导电聚合物电极材料的电化学性能；
18、本专利技术采用真空抽滤的方法制备了自支撑复合薄膜，避免使用导电剂和粘结剂来涂敷碳布的复杂制备工艺，对反应设备要求低，操作简单，条件温和，制备效率高，可有效简化制备流程，适合推广应用；
19、通过简单的物理混合和真空抽滤的方法可以产生高循环稳定性的复合薄膜电极。该电极在5a·g-1的电流密度下经过50000次充放电循环后电容保持率为117.1％，在保证了良好的电容性能的基础上，兼具优异的稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种PBFDO/Ti3C2TX自支撑薄膜，其特征在于，所述自支撑薄膜由PBFDO和Ti3C2TX复合制得，Ti3C2TX在PBFDO溶液中所占的质量百分比为1％-20％。
2.根据权利要求1所述的PBFDO/Ti3C2TX自支撑薄膜，其特征在于，所述Ti3C2TX在PBFDO溶液中所占的质量百分比为5％-10％。
3.权利要求1所述的PBFDO/Ti3C2TX自支撑薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的PBFDO/Ti3C2TX自支撑薄膜，其特征在于，所述步骤(1)中，Ti3AlC2纯度大于98％，300～400目；化学蚀刻的反应条件为油浴加热，反应温度为40-55℃，反应时间为24h。
5.根据权利要求3所述的PBFDO/Ti3C2TX自支撑薄膜，其特征在于，所述步骤(1)中还包括将化学刻蚀获得的多层Ti3C2TX悬浮液经沉淀、真空干燥得到的Ti3C2Tx粉末，将Ti3C2Tx粉末分散于去离子水制成水系分散液。
6.根据权利要求5所述的PBFDO/Ti3C2TX自支撑薄膜，其特征在于，所述步骤
7.根据权利要求3所述的PBFDO/Ti3C2TX自支撑薄膜，其特征在于，所述步骤(2)中，Ti3C2Tx与PBFDO溶液的质量百分比浓度为1％-20％；真空干燥的条件为50℃-60℃，1～12h。
8.根据权利要求3所述的PBFDO/Ti3C2TX自支撑薄膜，其特征在于，所述步骤(3)中，剥离的条件为先将PBFDO/Ti3C2TX复合薄膜置于DMF溶液中浸泡0.5～1min后剥离，用去离子水冲洗，60℃干燥0.5～2h。
9.权利要求1所述的PBFDO/Ti3C2TX自支撑薄膜的应用，其特征在于，应用于于超级电容器、电池、便携式电子设备、电动汽车领域。
...【技术特征摘要】
1.一种pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜，其特征在于，所述自支撑薄膜由pbfdo和ti3c2tx复合制得，ti3c2tx在pbfdo溶液中所占的质量百分比为1％-20％。
2.根据权利要求1所述的pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜，其特征在于，所述ti3c2tx在pbfdo溶液中所占的质量百分比为5％-10％。
3.权利要求1所述的pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜，其特征在于，所述步骤(1)中，ti3alc2纯度大于98％，300～400目；化学蚀刻的反应条件为油浴加热，反应温度为40-55℃，反应时间为24h。
5.根据权利要求3所述的pbfdo/ti3c2tx自支撑薄膜，其特征在于，所述步骤(1)中还包括将化学刻蚀获得的多层ti3c2tx悬浮液经沉淀、真空干燥得到的ti3c2tx粉末，将...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘佩佩，胡雨，蒋丰兴，刘聪聪，柳成，刘小芳，徐景坤，宋宏宸，
申请(专利权)人：江西科技师范大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。