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柔性可穿戴电子设备的快速发展对柔性电极的制备技术提出了更高的要求,如何保持形变过程中柔性电极内活性物质与柔性基底的牢固结合是柔性电极制备技术中急需攻克的难题。化学气相沉积技术(CVD)可将活性物质以固态薄膜的形式包覆在基底表面,包覆层和基底之间牢固的结合能够有效提高柔性电极的稳定性。基于此,本论文采用CVD技术制备多种柔性电极并研究了柔性电极在锂/钠离子电池中的电化学性能,通过构建柔性电极的多个物理化学参数与电极性能的理论关系,并结合实验研究,系统地讨论了电极制备技术对电池性能的影响,为柔性电极的发展提供了理论和技术支撑。论文的主要研究内容如下:(1)率先使用CVD技术制备磷酸铁/碳纳米管复合电极材料,研究了CVD工艺对磷酸铁(FP)包覆膜形貌及载量的影响,讨论了物相、膜厚与电极电化学性能之间的关系。研究结果表明:在合适的沉积时间、沉积压强下,制备出的纯相无定形FP薄膜均匀地包覆在碳纳米管表面。随着反应时间的增长、沉积压强的降低,FP薄膜的厚度和致密度逐渐增加,同时复合材料中FP的载量逐渐提高。此外,FP薄膜的无定形结构为锂离子的脱嵌提供了自由地传输通道。薄而疏松的FP薄膜提高了锂离子在电极内的传输速率,使复合材料在高电流密度下获得了极佳的放电容量。厚而致密的FP薄膜由于极化作用较强和材料表面形成了较厚的固态电解质层,因此放电容量较低。(2)基于CVD技术制备磷酸铁包覆的碳纳米管织物(CNT@FP)柔性电极。通过调控FP的沉积时间,研究了FP薄膜厚度对柔性电极电化学性能及机械性能的影响。研究表明:基于CVD技术制备的CNT@FP柔性电极在钠离子电池中获得了优异的容量性能。但延长沉积时间会导致电极润湿性降低,电池在循环初期放电容量较低。随着循环的深入,钠离子脱嵌会引起FP薄膜的溶胀,因此电池容量明显回升。此外,FP薄膜增强了碳纳米管织物在高温下的力学性能。FP薄膜与单根碳纳米管纤维的牢固结合可以有效防止柔性电极在弯曲和拉伸条件下活性材料的脱落。(3)将聚乙二醇(PEO)渗透在CNT@FP柔性电极中制备成为聚合物增强的CNT@FP柔性电极,评价了聚合物的添加对CNT@FP柔性电极机械性能的影响;其次通过调控聚合物隔膜中Al2O3纳米纤维含量,研究了聚合物CNT@FP柔性电极在固态聚合物电池中的电化学性能。研究结果表明:聚合物的添加有效地提高了CNT@FP柔性电极的应变率;此外,Al2O3纳米纤维中Al-O键与锂离子间的相互作用可以稳定锂离子在聚合物隔膜中的传输,拓宽了隔膜的电化学稳定窗口,提高了隔膜的循环稳定性。聚合物柔性电极、聚合物隔膜所组成的全固态聚合物电池在50 oC下获得了优异的电化学性能。(4)利用CVD技术在碳纳米管织物表面包覆LixFePO4(LxFP)正极材料(CNT@LxFP),研究了其物相组成和电化学性能。研究结果表明:合成的LxFP薄膜为磷酸铁和磷酸铁锂的混合物。经过煅烧后,无定形结构的LxFP转变为无定形磷酸铁包覆的晶相磷酸铁锂结构。无定形磷酸铁的包覆释放了磷酸铁锂在循环过程中的内应力,因此CNT@LxFP柔性电极的循环性能和倍率性能均优于商业磷酸铁锂电极。