[發明專利]作為電極的垂直對齊的碳納米管陣列

有效

• 申請號: 201680037047.2
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN107743645B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: J·M·托爾;A-R·O·拉吉;R·V·薩爾瓦提拉
• 申請（專利權）人: 威廉馬歇萊思大學
• 主分類號: H01G11/28
• 分類號: H01G11/28;H01G11/36;H01G11/68;H01G11/06;H01G11/86;H01M4/587;H01M4/62;H01M4/66;H01M10/0525;H01M4/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 江磊;胡嘉倩

1.一種電極，其包括：

基材；

覆蓋基材的石墨烯；

多根垂直對齊的碳納米管，其從石墨烯延伸并與石墨烯歐姆接觸；和

直接沉積在垂直對齊的碳納米管上的鋰涂層，

其中與垂直對齊的碳納米管結合的鋰沒有樹突或苔狀聚集體，

其中所述電極是電池的陽極，

其中鋰用作陽極的活性材料,以及

其中鋰在電池的陽極和陰極之間可逆地移動。

2.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述垂直對齊的碳納米管選自下組：單壁碳納米管、多壁碳納米管、以及它們的組合。

3.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述垂直對齊的碳納米管選自下組：雙壁碳納米管，三壁碳納米管以及它們的組合。

4.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述垂直對齊的碳納米管選自下組：超短碳納米管、小直徑碳納米管以及它們的組合。

5.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述垂直對齊的碳納米管選自下組：原始碳納米管、功能化碳納米管以及它們的組合。

6.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述垂直對齊的碳納米管包括垂直對齊的單壁碳納米管。

7.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述垂直對齊的碳納米管是陣列的形式。

8.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述垂直對齊的碳納米管的厚度范圍為10 μm至2 mm。

9.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述垂直對齊的碳納米管的厚度范圍為10 μm至100 μm。

10.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述基材用作集電器。

11.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述基材選自下組：鎳、鈷、鐵、鉑、金、鋁、鉻、銅、鎂、錳、鉬、銠、釕、硅、鉭、鈦、鎢、鈾、釩、鋯、二氧化硅、氧化鋁、氮化硼、基于碳的基材、以及它們的組合。

12.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述基材是金剛石。

13.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述基材包含選自下組的基于碳的基材：石墨烯、石墨、巴克紙、碳纖維、碳紙、碳膜、金屬碳化物、碳化硅、以及它們的組合。

14.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述基材包含選自下組的基于碳的基材：碳纖維紙，石墨烯紙和它們的組合。

15.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述基材包含石墨烯膜。

16.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述垂直對齊的碳納米管與基材共價連接。

17.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述石墨烯是石墨烯膜的形式。

18.如權利要求17所述的電極，其特征在于，垂直對齊的碳納米管共價連接至石墨烯膜。

19.如權利要求18所述的電極，其特征在于，所述垂直對齊的碳納米管通過在碳納米管和石墨烯膜之間的一個或多個連接點處的碳碳鍵與石墨烯膜共價連接。

20.如權利要求18所述的電極，其特征在于，所述石墨烯膜選自下組：單層石墨烯、多層石墨烯、石墨烯納米帶、氧化石墨烯、還原的氧化石墨烯、以及它們的組合。