TW201937787A - 電池電極的製備方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種電池電極的製備方法，包括以下步驟：提供一奈米碳管原料，該奈米碳管原料包括多根奈米碳管；將所述奈米碳管原料置於二氧化碳氣體並放入加熱爐中加熱；加熱所述加熱爐至850℃~950℃，所述奈米碳管原料被二氧化碳氧化；將二氧化碳氧化之後的奈米碳管原料放置在一第一有機溶劑與水的混合溶液中攪拌形成一奈米碳管懸濁液；提供電池電極活性材料，將所述活性材料在一第二有機溶劑中超聲分散形成一活性材料分散液，並將所述奈米碳管懸濁液滴入所述活性材料分散液中得到一混合溶液；超聲分散所述混合溶液並抽濾、乾燥。

Description

電池電極的製備方法
本發明涉及一種電池電極的製備方法。
隨著化石燃料的消耗和環境問題的產生，尋找一種可持續的清潔能源成為必要的趨勢。鋰硫電池由於其具有較高的理論比容量（1672 mAhg-1 ）和較高的能量密度（2570 Whkg-1 ）而備受關注。並且，硫磺天然豐富，無毒，安全，因此，Li-S電池被認為是實現高容量和低成本系統的最佳的候選者。然而，鋰硫電池的實際應用中存在硫利用率有限，庫侖效率低，容量衰減快等問題，這些問題源於硫和放電產物Li2 S的較差的導電性以及中間產物多硫化鋰（Li2 Sx ，4≤x≤8）的溶解。
為了解決上述問題，先前技術中一般使用碳質材料來提高硫的利用率，如介孔碳，石墨烯，奈米碳管（CNTs）和碳球等，其中，奈米碳管因其開孔結構、較高導電性和一維柔性奈米結構被當作最具前景的碳材料。然而，由於奈米碳管相互之間存在凡得瓦力，多根奈米碳管會發生聚集，從而降低了奈米碳管表面載硫位點的數量，進一步限制鋰硫電池中硫的含量。
有鑑於此，確有必要提供一種能夠提高活性材料含量的電池電極的製備方法。
一種電池電極的製備方法，包括以下步驟： S1，提供一奈米碳管原料，該奈米碳管原料包括多根奈米碳管； S2，將所述奈米碳管原料置於二氧化碳氣體並放入加熱爐中加熱； S3，加熱所述加熱爐至850℃~950℃，所述奈米碳管原料被二氧化碳氧化； S4，將二氧化碳氧化之後的奈米碳管原料放置在一第一有機溶劑與水的混合溶液中攪拌形成一奈米碳管懸濁液； S5，提供電池電極活性材料，將所述活性材料在一第二有機溶劑中超聲分散形成一活性材料分散液，並將所述奈米碳管懸濁液滴入所述活性材料分散液中得到一混合溶液； S6，超聲分散所述混合溶液並抽濾、乾燥。
與先前技術相比，本發明提供的電池電極的製備方法利用二氧化碳氧化奈米碳管，氧化之後的奈米碳管表面含有碳氧單鍵並帶有負電荷，相鄰奈米碳管之間產生庫侖斥力，該庫侖斥力克服了奈米碳管之間的凡得瓦力，使多根奈米碳管在溶液中能夠均勻分散，從而提高後續活性物質在電池電極中的含量。
以下將結合附圖及具體實施例，對本發明提供的電池電極的製備方法作進一步詳細說明。
請參閱圖1，本發明實施例提供一種電池電極的製備方法，包括以下步驟： S1，提供一奈米碳管原料，該奈米碳管原料包括多根奈米碳管； S2，將所述奈米碳管原料置於二氧化碳氣體並放入加熱爐中加熱； S3，加熱所述加熱爐至850℃~950℃，所述奈米碳管原料被二氧化碳氧化； S4，將二氧化碳氧化之後的奈米碳管原料放置在一第一有機溶劑與水的混合溶液中攪拌形成一奈米碳管懸濁液； S5，提供電池電極活性材料，將所述活性材料在一第二有機溶劑中超聲分散形成一活性材料分散液，並將所述奈米碳管懸濁液滴入所述活性材料分散液中得到一混合溶液； S6，超聲分散所述混合溶液並抽濾、乾燥。
在S1步驟中，所述奈米碳管為多壁奈米碳管。所述奈米碳管的長度和直徑不限。優選的，每根奈米碳管的直徑為20nm-30nm，高度大於50微米。本實施例中，每根奈米碳管的高度為300微米。所述奈米碳管原料包括多根相互平行且彼此通過凡得瓦力緊密接觸的奈米碳管，該奈米碳管原料可選自一奈米碳管陣列，該奈米碳管陣列通過化學氣相沉積法製備，具體步驟包括： （a）提供一平整基底，該基底可選用P型或N型矽基底，或選用形成有氧化層的矽基底，本實施例優選為採用4英寸的矽基底； （b）在基底表面均勻形成一催化劑層，該催化劑層材料可選用鐵（Fe）、鈷（Co）、鎳（Ni）或其任意組合的合金之一； （c）將上述形成有催化劑層的基底在700℃~900℃的空氣中退火約30分鐘~90分鐘； （d）將處理過的基底置於反應爐中，在保護氣體環境下加熱到500℃~740℃，然後通入碳源氣體反應約5~30分鐘，生長得到超順排奈米碳管陣列，該超順排奈米碳管陣列為多個彼此平行且垂直於基底生長的奈米碳管形成的純奈米碳管陣列，其高度為200~400微米； （e）移除所述基底，僅保留生長在所述基底上的多根相互平行且彼此通過凡得瓦力緊密接觸的奈米碳管。
通過上述控制生長條件，該超順排奈米碳管陣列中基本不含有雜質，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。
所述活性材料不限，可以為任意儲能系統中的活性物質，如硫顆粒、二氧化錳顆粒等。本實施例中，所述活性材料為硫單質。
在步驟S2中，所述加熱爐為一封閉容器，如管式爐或馬弗爐。所述加熱爐中充滿二氧化碳氣體。優選的，所述加熱爐中僅含有二氧化碳氣體。本實施例中，多壁奈米碳管被放置在一管式爐中，並在該管式爐中僅充滿純的二氧化碳氣體。
在步驟S3中，所述加熱加熱爐的時間不限。加熱所述加熱爐的具體過程為：以一定速率加熱所述加熱爐直到溫度達到850℃~950℃，並維持在該溫度繼續加熱所述加熱爐，維持加熱的時間優選為10-90分鐘。在850℃~950℃之間加熱所述加熱爐時，加熱爐中的多壁奈米碳管出現小於20%的品質損失。也就是說，850℃~950℃之間多壁奈米碳管被二氧化碳氧化。本實施例中，在二氧化碳氣體中，以每分鐘30℃的速率加熱所述加熱爐直到溫度達到900℃，並在900℃下加熱60分鐘。
在加熱過程中，二氧化碳氣體與多壁奈米碳管表面的碳原子發生氧化還原反應生成一氧化碳。所述多壁奈米碳管的管壁被連續剝離，使該多壁奈米碳管的直徑減小。奈米碳管管壁的剝離造成上述多壁奈米碳管的品質損失。在一些實施例中，當多壁奈米碳管為三層時，氧化剝離可以包括：多壁奈米碳管的外層管壁整層被全部剝離，如圖3所示，多壁奈米碳管的一層或兩層管壁被完全剝離；多壁奈米碳管的外層管壁被部分剝離，如圖4所示，形成圖案化的奈米碳管。所述被連續剝離的管壁為一片狀結構。該片狀結構的形狀由二氧化碳氧化反應的時間和加熱溫度決定。優選的，該片狀結構的厚度為1nm-3nm，該片狀結構的長度為50nm以上。
當所述多壁奈米碳管的長度較長時，例如大於等於300微米時，在氧化過程中，所述多壁奈米碳管管壁的多個不同位置可以被連續剝離，形成一圖案化的多壁奈米碳管，該氧化過程不易使多壁奈米碳管的管壁被整層剝離。因此，要實現多壁奈米碳管管壁的整層剝離，多壁奈米碳管的長度優選的應小於等於100微米；更優選的，小於等於50微米。
由於二氧化碳本身為弱氧化劑，在多壁奈米碳管被氧化過程中，更傾向於沿多壁奈米碳管的長度方向對奈米碳管管壁進行氧化剝離，所以多壁奈米碳管本身的結構不會受到嚴重破壞，被剝離下來的管壁為一片狀結構。從官能團的角度來說，所述多壁奈米碳管的管壁被剝離的位置出現多個碳氧單鍵的官能團。本實施例中，所述多壁奈米碳管的管壁被連續剝離後，多壁奈米碳管的表面僅包括多個碳氧單鍵。
在多壁奈米碳管的管壁被連續剝離後，所述多壁奈米碳管表面僅具有碳氧單鍵官能團並帶有負電荷，所述碳氧單鍵官能團可以為羥基或酚基等。由於多壁奈米碳管管壁上的氧化缺陷是均勻的，所以多壁奈米碳管上帶有的官能團和負電荷也是均勻的。
本發明進一步將二氧化碳氧化多壁奈米碳管和空氣氧化多壁奈米碳管這兩種不同的氧化方法進行對比。
實施例1 將多壁奈米碳管放置在純二氧化碳氣體中，以每分鐘30℃的速率加熱所述多壁奈米碳管直到溫度達到900℃，並在900℃下加熱60分鐘。
對比例1 將多壁奈米碳管放置在空氣中，以每分鐘30℃的速率加熱所述多壁奈米碳管直到溫度達到550℃，並在550℃下加熱30分鐘。
實施例與對比例的區別在於氧化氣體不同，氧化溫度不同，氧化時間不同。
請參閱圖5-6，圖5為二氧化碳氧化之後的多壁奈米碳管，圖6為空氣氧化之後的多壁奈米碳管。從圖5中可以看出二氧化碳氧化後的多壁奈米碳管的結構沒有受到嚴重破壞。通過圖5和圖6的對比，可以看出二氧化碳氧化的多壁奈米碳管的管壁被連續剝離，多壁奈米碳管表面中不存在孔洞；而被空氣氧化的多壁奈米碳管，由於氧氣的氧化性強，多壁奈米碳管的部分表面區域嚴重變形，形成孔洞。
請參閱圖7，圖7為二氧化碳氧化多壁奈米碳管和空氣氧化多壁奈米碳管的熱重分析曲線對比圖(本圖以奈米碳管在室溫下的品質分數為100 wt%)。從圖中可以看出空氣氧化多壁奈米碳管在為651℃-763℃出現嚴重的品質損失，多壁奈米碳管的品質由90wt%減小為10wt%；而二氧化碳氧化多壁奈米碳管在1009℃（90wt%）-1154℃（10wt%）出現嚴重的品質損失，品質由90wt%減小為10wt%。因此，為了奈米碳管獲得兩種氣體的氧化改性的同時不會損失太多品質，本實施例中二氧化碳和空氣的氧化溫度設定為900℃和550℃。
請參閱圖8，三條曲線分別表示未處理的多壁奈米碳管、二氧化碳氧化的多壁奈米碳管和空氣氧化多壁奈米碳管的拉曼光譜，其中D峰強度的相對值代表sp3 碳的數量，也就是六元環被破壞，可以是氧化位點；G峰強度的相對值代表sp2 碳原子數量，也就是六元環是完整的，未被破壞。從圖8中可以看出，未處理的多壁奈米碳管強度ID /IG 比值為0.636；二氧化碳氧化的多壁奈米碳管強度ID /IG 比值為1.204；空氣氧化多壁奈米碳管強度ID /IG 比值為0.853。進一步反應出二氧化碳氧化多壁奈米碳管的氧化位點較多。
請參閱圖9，三條曲線分別表示未處理的多壁奈米碳管、二氧化碳氧化的多壁奈米碳管和空氣氧化的多壁奈米碳管的紅外吸收光譜。從圖9中可以看出，多壁奈米碳管的管壁被剝離的位置碳氧單鍵的官能團數目增加，而碳氧雙鍵的官能團數目不僅沒有增加，反而連原始奈米碳管上存在的碳氧雙鍵都消失了。在完整六元環上sp2 雜化的碳原子往往和周圍的碳原子通過3個ϭ鍵相連（還有π鍵和周圍碳原子形成共軛）；碳氧單鍵中的碳原子可以是sp3 雜化的碳原子連著三個相鄰碳原子和一個氧原子,這意味著碳氧單鍵的存在有可能不破壞六元環並沒有嚴重變形；碳氧雙鍵中的碳原子可以是sp3 雜化，它將有四個共價鍵和周圍的原子相連，而其中至少有雙鍵連接著氧，意味著只有小於兩個鍵與碳原子相連(這不能發生在完整六元環上，意味著碳氧雙鍵出現在六元環被破壞的區域)。另外，由紅外光譜可知經過二氧化碳氧化後的奈米碳管沒有碳氧雙鍵，意味著六元環沒有被嚴重破壞。相比於原始多壁奈米碳管：空氣氧化的多壁奈米碳管中存在大量的C-O單鍵和C=O雙鍵；二氧化碳氧化的多壁奈米碳管中僅含有大量的C-O單鍵，原多壁奈米碳管中的C=O雙鍵被二氧化碳除去。
請參閱圖10，圖中三個點分別為對未處理的多壁奈米碳管、二氧化碳氧化的多壁奈米碳管和空氣氧化的多壁奈米碳管進行測試得到的zeta電位。從圖中可以看出未處理的多壁奈米碳管的zeta電位接近於零；空氣氧化的多壁奈米碳管的zeta電位為-6.6V；二氧化碳氧化的多壁奈米碳管的zeta電位為-13.6V。也就是說，二氧化碳氧化的多壁奈米碳管表面具有更多的負電荷。
本發明提供的氧化多壁奈米碳管的方法，無需添加溶劑，簡單快速地採用純的二氧化碳氣體對多壁奈米碳管進行改性；其次，通過該方法氧化的多壁奈米碳管的表面被連續剝離，不會產生孔洞，且多壁奈米碳管的表面僅含有C-O單鍵，且負電荷均勻分佈。
在步驟S4中，所述第一有機溶劑的種類不限，只要是能夠和水互溶的有機溶劑即可。優選的，所述第一有機溶劑可以為乙醇、丙醇或甲醇等。本實施例中，所述第一有機溶劑為乙醇。所述第一有機溶劑與水的混合溶液是指將第一有機溶劑和水混合形成的溶液。
氧化之後的每根奈米碳管表面均帶有負電荷，相鄰的兩根奈米碳管之間產生庫侖斥力。當多根奈米碳管在有機溶劑與水的混合溶液中攪拌時，相鄰兩根奈米碳管之間的凡得瓦力被庫侖斥力克服。停止攪拌後，由於庫侖斥力一直存在，多根奈米碳管之間也不會發生團聚，奈米碳管與奈米碳管之間能夠保持穩定分散。可以理解，所述奈米碳管懸濁液中的多根奈米碳管均勻分散，不會聚集成束。
在步驟S5中，優選的，所述第二有機溶劑與上述步驟S4中第一有機溶劑可以相同。該第二有機溶劑用於溶解所述活性材料。本實施例中，所述第二有機溶劑為乙醇。所述奈米碳管懸濁液以緩慢的速度滴入到所述活性材料分散液中，使活性材料與每根奈米碳管都能夠均勻混合。 在步驟S6中，對含有活性材料和奈米碳管的混合溶液超聲分散，進一步使活性材料與每根奈米碳管均勻混合。抽濾所述超聲分散後的混合溶液，形成複合電極，該複合電極為一薄膜結構。本實施例中，所述複合電極為一自支撐（free-standing）的薄膜結構，所述活性材料均勻包覆在每根奈米碳管的表面。
進一步，當奈米碳管原料中奈米碳管的長度小於50微米時，形成的複合電極無法自支撐，不能夠直接用作電極，此時需要將該複合電極通過粘結劑設置在集流體上。當所述奈米碳管原料中奈米碳管的長度大於等於50微米時得到的複合電極為一自支撐的薄膜結構，此時無需粘結劑和集流體，可以直接用來作電池的電極。
當所述電池電極活性材料為硫單質時，步驟S6中抽濾之後可以不需要進行乾燥，而進一步包括一步驟S7：在155℃~180℃下加熱步驟S6得到的電池電極。該步驟S7中一方面通過加熱對電池電極進行乾燥；另一方面加熱形成熔融態的硫，使硫顆粒在每根奈米碳管表面更均勻地分佈。這是由於S6步驟中超聲分散後的硫單質粒徑較大，一般大於50奈米，進一步155℃~180℃下加熱形成熔融態的硫，冷卻之後形成粒徑較小的硫顆粒。請參閱圖11-14，相比于air-CNT/S複合電極中的奈米碳管和硫呈現成束狀團聚的形態，CO2 -CNT/S複合電極的每一根奈米碳管均勻分散，所述硫顆粒均勻包覆在每根奈米碳管的表面，這樣使得奈米碳管上承載的硫也能分散開，載硫量可達80wt%。分散開的活性物質意味著在充放電測試中鋰離子擴散距離較小，電解液容易滲透，並且分散開的表面為硫的氧化還原反應提供了大量的位點，最終獲得較好的反應動力學特性。本實施例中，電極中硫的面密度為1.4mg/cm2 ，CO2 -CNT/S複合電極電導率為2.0 kSm−1 。
本發明實施例將二氧化碳氧化之後的奈米碳管與硫複合形成的電極（CO2 -CNT/S）和空氣氧化之後的奈米碳管與硫複合形成的電極（air-CNT/S）分別組裝成兩種電池，並對這兩種電池進行一系列測試，如圖15-18所示。
圖15表示的分別為air-CNT/S和CO2 -CNT/S複合電極的循環伏安（CV）曲線，其電壓掃描速率為0.1 mV/s。對於CO2 -CNT/S複合電極，在2.21V和1.97V處觀察到兩個明顯的還原峰，分別對應於單質S8與鋰離子發生反應生成的長鏈多硫化物Li2Sx（4＜x＜8）和長鏈多硫化物Li2Sx（4＜x＜8）繼續被還原為短鏈多硫化物Li2Sx（1＜x＜4）。在隨後的充電過程中，分別在2.48V和2.57V處出現兩個氧化峰，這分別對應於短鏈多硫化物Li 2Sx（1＜x＜4）和S8環的形成。與CO2 -CNT/S複合電極相比，air-CNT/S複合電極CV峰更寬，反映出反應動力學阻礙大，極化嚴重，性能比CO2 -CNT/S複合電極差。CO2 -CNT/S複合電極的氧化還原峰較尖銳，表明優異的電化學反應動力學過程，這主要是由於鋰離子擴散距離較短。相應的充放電電壓差較小表明極化程度較輕微，這帶來了穩定的電化學可逆性。這些結果表明，硫/Li2S在CNT上的均勻沉積防止了局部電荷積聚，進一步緩解了極化。
圖16中通過電化學阻抗譜（EIS）對air-CNT/S和CO2 -CNT/S複合電極的電化學性能進行了表徵。從圖中可以得到，CO2 -CNT/S複合電極（4.7Ω）相比air-CNT/S複合電極（5.5Ω）具有更小的歐姆電阻，這與電導率測量結果一致，並且將有利於提升硫利用率和循環穩定性。高頻區半圓的直徑（對應法拉第過程中的電荷轉移電阻，由圖可知CO2 -CNT/S和air-CNT/S的電荷轉移電阻（Rct）分別為164Ω和1200Ω。CO2 -CNT/S複合材料的電荷轉移阻力較小可以歸因於CO2 -CNT/S複合電極結構更加均勻，電導率更高。充足的活性位點確保了快速的電荷傳輸和更快的反應動力學，這將有利於更好的CO2 -CNT/S複合電極在大電流下的倍率性能。
圖17為在0.2C的恒定放電速率下，對具有不同充電電流下的CO2 -CNT/S和air-CNT/S複合電極進行倍率測試。CO2 -CNT/S複合電極在0.5C，1C，2C和5C的充電電流下分別表現出560.2 mA g-1 , 529.1 mAhg-1 , 508.3 mAhg-1 和459.6 mAhg-1 的放電容量。由於電荷轉移阻力較大，反應動力學較慢，air-CNT/S複合電極的倍率性能較差，特別是在5C時，比容量迅速衰減到0，這是由於在大電流下電荷運輸受到air-CNT/S的不均勻分佈的影響。
如圖18所示，在0.2C的循環速率下進行300次循環，同時測試了air-CNT/S和CO2 -CNT/S複合電極的循環穩定性。CO2 -CNT/S複合電極的比容量在12個循環後逐漸增加到736.2 mAhg-1 。在300次循環後，它仍然保持了430.5mAhg-1 的比容量，對應於每個循環的容量衰減率僅為0.172％。相比之下，air-CNT/S複合電極的初始比容量為660.8mAhg-1 硫，每個循環的容量衰減率為265.1mAhg-1 硫，表明比容量快速下降。經過300次循環後，只有159.4 mAhg-1 的比容量。與air-CNT/S電極相比，CO2 -CNT/S複合電極顯示出優越的循環穩定性。
本實施例提供的電池電極的製備方法採用超聲-輔助法和真空過濾獲得複合電極，其中預先對多根奈米碳管進行二氧化碳氧化，每根奈米碳管的表面形成多個碳氧單鍵並帶有負電荷，相鄰奈米碳管之間產生庫侖斥力，克服了奈米碳管之間的凡得瓦力，從而多根奈米碳管一直保持均勻分散，因此每根奈米碳管的表面都能夠承載活性材料，提高了電極電極中活性材料的含量，該活性材料的含量可達80wt%；第二，所述複合電極中含有奈米碳管，因此該複合電極具有較好的電導率；第三，所述複合電極具有三維連續電子通道，具有良好分散性的奈米碳管能夠縮短鋰離子擴散長度，使電解液有良好的滲透性，並提供了足夠的活性位元點來促進電子和離子的傳輸；第四，由所述複合電極組裝的電池，具有良好的循環穩定性和倍率性能。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
無
圖1為本發明實施例提供的電池電極製備方法的流程示意圖。
圖2為本發明實施例提供的二氧化碳在900℃下氧化奈米碳管的結構示意圖。
圖3為本發明實施例提供的二氧化碳氧化後多壁奈米碳管的管壁被完全剝離的示意圖。
圖4為本發明實施例提供的二氧化碳氧化後多壁奈米碳管的管壁被部分剝離的示意圖。
圖5為本發明實施例提供的二氧化碳氧化後的奈米碳管的透射電鏡圖。
圖6為本發明實施例提供的空氣氧化後的奈米碳管的透射電鏡圖。
圖7為本發明實施例提供的二氧化碳氧化奈米碳管和空氣氧化奈米碳管的熱重分析曲線對比圖。
圖8為本發明實施例提供的未處理的奈米碳管、二氧化碳氧化後的奈米碳管和空氣氧化後的奈米碳管的拉曼光譜曲線對比圖。
圖9為本發明實施例提供的未處理的奈米碳管、二氧化碳氧化後的奈米碳管和空氣氧化後的奈米碳管的紅外吸收光譜曲線對比圖。
圖10為本發明實施例提供的在同等條件下測量的未處理的奈米碳管、二氧化碳氧化後的奈米碳管和空氣氧化後的奈米碳管的zeta電點陣圖。
圖11為本發明實施例提供的air-CNT/S複合電極的掃描電鏡圖。
圖12為本發明實施例提供的CO2 -CNT/S複合電極的掃描電鏡圖。
圖13為本發明實施例提供的air-CNT/S複合電極的透射電鏡圖。
圖14為本發明實施例提供的CO2 -CNT/S複合電極的透射電鏡圖。
圖15為本發明實施例分別測量的由CO2 -CNT/S複合電極組裝的電池與由air-CNT/S複合電極組裝的電池循環伏安曲線圖。
圖16為本發明實施例提供的分別對air-CNT/S和CO2 -CNT/S複合電極的電化學性能進行表徵的電化學阻抗譜（EIS）。
圖17為本發明實施例提供的測量CO2 -CNT/S和air-CNT/S複合電極組裝的電池分別在0.2C的恒定放電速率下的倍率性能測試。
圖18為本發明實施例提供的測量CO2 -CNT/S和air-CNT/S複合電極組裝的電池在0.2C的循環速率下進行300次循環的循環穩定性。
無

Claims (10)

  1. 一種電池電極的製備方法，包括以下步驟： S1，提供一奈米碳管原料，該奈米碳管原料包括多根奈米碳管； S2，將所述奈米碳管原料置於二氧化碳氣體並放入加熱爐中加熱； S3，加熱所述加熱爐至850℃~950℃，所述奈米碳管原料被二氧化碳氧化； S4，將二氧化碳氧化之後的奈米碳管原料放置在一第一有機溶劑與水的混合溶液中攪拌形成一奈米碳管懸濁液； S5，提供電池電極活性材料，將所述活性材料在一第二有機溶劑中超聲分散形成一活性材料分散液，並將所述奈米碳管懸濁液滴入所述活性材料分散液中得到一混合溶液； S6，超聲分散所述混合溶液並抽濾、乾燥。
  2. 如請求項第1項所述的電池電極的製備方法，其中，所述奈米碳管原料的製備方法包括： （a）提供一基底； （b）在基底表面均勻形成一催化劑層； （c）將上述形成有催化劑層的基底在700℃~900℃的空氣中退火30分鐘~90分鐘； （d）將處理過的基底置於反應爐中，在保護氣體環境下加熱到500℃~740℃，然後通入碳源氣體反應5~30分鐘，生長得到超順排奈米碳管陣列； （e）移除所述基底。
  3. 如請求項第1項所述的電池電極的製備方法，其中，加熱所述加熱爐使其達到900℃。
  4. 如請求項第1項所述的電池電極的製備方法，其中，所述加熱爐為一管式爐或馬弗爐，所述加熱爐中僅含有二氧化碳氣體。
  5. 如請求項第1項所述的電池電極的製備方法，其中，所述每根奈米碳管被二氧化碳氧化的過程中，該奈米碳管的管壁被連續剝離，使該奈米碳管的直徑減小。
  6. 如請求項第5項所述的電池電極的製備方法，其中，被氧化剝離的管壁為一片狀結構，所述片狀結構的厚度為1nm-3nm，長度為50nm以上。
  7. 如請求項第1項所述的電池電極的製備方法，其中，所述每根奈米碳管的管壁被剝離後，奈米碳管的表面僅包括多個C-O鍵。
  8. 如請求項第1項所述的電池電極的製備方法，其中，所述奈米碳管懸濁液中奈米碳管均勻分散。
  9. 如請求項第1項所述的電池電極的製備方法，其中，當所述電池電極活性材料為硫時，在步驟S6之後進一步包括一在155℃~180℃下加熱的步驟。
  10. 如請求項第9項所述的電池電極的製備方法，其中，所述電池電極中硫含量為80wt%。
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