[发明专利]双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法

权利要求书

1.一种双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法，所述方法使用的装置为双介质结构的双介质射流等离子体装置，所述双介质射流等离子体装置包括等离子体射流管，所述等离子体射流管包括内层石英玻璃管(4)和在所述内层石英玻璃管(4)外套有的外层石英玻璃管(5)，所述外层石英玻璃管(5)上分别设有环状高压电极(2)和环状地电极(3)；所述等离子体射流管设有两个进气口，其中所述内层石英玻璃管(4)的尾部为主进气口(6)，所述外层石英玻璃管(5)的中部设有工作气体进气口(7)；所述主进气口(6)连接气溶胶发生器(9)，所述工作气体进气口(7)连接气瓶(10)，所述气瓶(10)同时连接气溶胶发生器(9)；所述内层石英玻璃管(4)的尾部还连接有回收装置(8)，所述回收装置(8)连接气溶胶发生器(9)；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将待沉积的碳纳米材料放置于气溶胶发生器内；

步骤2，选定工作气体和高压电源，并调整放电参数和工作气体流速；

步骤3，选定基底材料，放置于等离子体射流管的管口喷嘴下方或一侧；

步骤4，打开高压电源，在等离子体射流管下方或一侧产生等离子体羽，同时设置移动平台的移动路线和移动速度，在基底材料上沉积碳纳米材料；

步骤5，选定前驱物，将所述前驱物放置于气溶胶发生器内，重复步骤2，采用步骤4中移动平台的移动路线，在碳纳米材料上进一步沉积金属氧化物或导电聚合物得到超级电容器复合电极。

2.根据权利要求1所述的双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法，其特征在于，步骤1中待沉积的碳纳米材料为氧化石墨烯、单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法，其特征在于，选用氧化石墨烯为待沉积的碳纳米材料时，完成步骤4后，选用还原性气体为工作气体，调整放电参数和工作气体流速，采用步骤4中移动平台的移动路线，对沉积的氧化石墨烯薄膜进行还原处理；所选用的还原性气体为氮气或氢气。

4.根据权利要求1所述的双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法，其特征在于，完成步骤5后，还包括将所述超级电容器复合电极做形貌、能谱分析以及电化学特性测试。

5.根据权利要求1所述的双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法，其特征在于，

步骤2中所述工作气体为空气、氧气、惰性气体或上述气体的混合气体，气体流速为0L/min～15L/min；

步骤2中所述高压电源为高频交流电源、直流电源、脉冲电源、射频电源，放电电压为1～30kV，放电频率为1～100MHz。

6.根据权利要求1所述的双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法，其特征在于，步骤3中所述基底材料为纸、碳布或PET。

7.根据权利要求1所述的双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法，其特征在于，步骤4和步骤5中的沉积处理时间均不超过30min。

8.根据权利要求1所述的双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法，其特征在于，所述双介质射流等离子体装置的电极结构形式为单环结构或双环结构。

9.根据权利要求1所述的双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法，其特征在于，步骤4中所述移动平台的移动路线为Z字形、叉指状或环形。

10.根据权利要求1所述的双介质射流等离子体制备柔性超级电容器复合电极的方法，其特征在于，所述前驱物的选择依据在碳纳米材料上所沉积的材料，当在碳纳米材料上所沉积的材料为MnO₂时，所选用的前驱物为高锰酸钾。