柔性便攜式電子設(shè)備在未來(lái)人類社會(huì)和生活中的應(yīng)用,備受關(guān)注[1] 這使得柔性儲(chǔ)能設(shè)備,尤其是柔性鋰離子電池(Lithium-ion batteries, LIBs)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)[2~4] 傳統(tǒng)LIBs的金屬箔(Al箔、Cu箔)材集流體與活性物質(zhì)的結(jié)合較差,易分離且很難變形 [5] 因此,需要研制具有優(yōu)異柔性和導(dǎo)電性的集流體 近年來(lái),碳納米材料在柔性電池領(lǐng)域中的應(yīng)用受到越來(lái)越大的關(guān)注[6~10] 碳納米管(Carbon nanotubes,CNTs)[11~16]和石墨烯[17~21]具有優(yōu)異的柔性、力學(xué)性能和良好的導(dǎo)電性,可用作柔性集流體 碳納米材料表面優(yōu)異的三維形貌使其能與活性物質(zhì)牢固地結(jié)合,可應(yīng)用在可穿戴產(chǎn)品中的LIBs[22] 同時(shí),碳納米材料的面密度較低,可用于制備具有較高能量密度的電池,是柔性集流體材料有力的競(jìng)爭(zhēng)者[23~25] 但是,將碳納米材料組裝成宏觀膜用作集流體,生產(chǎn)工藝或引入雜質(zhì)等原因使其最終的電導(dǎo)率較低[26~28] 較低的電導(dǎo)率使制作的柔性LIBs內(nèi)阻較高,輸出電流和電壓較低 文獻(xiàn)[29~31]研究了CNTs宏觀膜(CNTs macro-film, CMF)表面金屬化對(duì)柔性電池內(nèi)阻的影響,所制備的全電池電阻大幅度降低,使電池的輸出電流提高 本文采用磁控濺射技術(shù)對(duì)碳納米管膜進(jìn)行表面金屬化處理,制備導(dǎo)電性能優(yōu)異的碳納米管/金屬?gòu)?fù)合薄膜并研究以這種復(fù)合薄膜為集流體組裝的柔性鋰離子電池的性能 1 實(shí)驗(yàn)方法1.1 表面金屬化處理 基于本課題組自制的CMF[32],采用磁控濺射技術(shù)對(duì)CMF的表面進(jìn)行金屬化處理 實(shí)驗(yàn)中使用JGP-560B超高真空磁控濺射儀,濺射靶材為鋁靶(?60 mm×5 mm,純度99.9%)、銅靶(?60 mm×5 mm,純度99.9%) 濺射前,先用乙醇清潔待鍍CMF的表面,然后將其放置于真空室內(nèi)用真空泵和分子泵依次將其抽至2×10-3 Pa,通入高純氬氣(純度99.99%)保護(hù),氣體分壓為2.5 Pa 將靶功率調(diào)至30 W,出現(xiàn)輝光放電后預(yù)濺射10 min,再將靶的功率調(diào)至120 W濺射1 h,得到CMF@Al復(fù)合薄膜 用方法將靶功率改變?yōu)?60 W,即可制備CMF@Cu復(fù)合薄膜 1.2 性能表征 掃描電鏡(ZEISS EVO MA10)觀察原始CMF和CMF@Al、CMF@Cu 復(fù)合薄膜的表面形貌、測(cè)試方塊電