[发明专利]一种石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法，其特征在于，利用间断复合导电活性材料而使纱线局部导电，从而形成连续的绝缘与导电间隔排布的纱线，在绝缘纱线处涂上胶体电解液即可直接组装成多个超级电容器串联器件；所述的石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法包括以下步骤：

步骤1)：利用Hummers法制备氧化石墨烯，将制得的氧化石墨烯分散液磁力搅拌浓缩至凝胶状，转移至培养皿中备用；

步骤2)：将绝缘纱线S形缠绕于中空矩形支架上，将支架的下端浸入氧化石墨烯中，30-60分钟后取出，用去离子水洗涤去除浮于表面的氧化石墨烯，放入30-50℃烘箱中烘干；重复2-10次，使氧化石墨烯充分且均匀地附着于绝缘纱线表面；

步骤3)：将制得的氧化石墨烯长丝进行局部还原，制成连续的绝缘与导电间隔排布的纱线；

步骤4)：将连续的绝缘与导电间隔排布的纱线的绝缘处涂上胶体电解液，静置12-24小时晾干后，制成石墨烯基串联线状超级电容器。

2.如权利要求1所述的石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中磁力搅拌的温度为40℃。

3.如权利要求1所述的石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中支架的材质为金属丝，其表面包裹保鲜膜后再缠绕绝缘纱线；绝缘纱线的材质为天然纤维或合成纤维。

4.如权利要求3所述的石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法，其特征在于，所述天然纤维为棉、羊毛或蚕丝；合成纤维为涤纶、锦纶或腈纶。

5.如权利要求1所述的石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中支架宽3-5mm，其浸入导电活性物质中的端部长度为1-2mm。

6.如权利要求1所述的石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中采用激光或直接还原法还原氧化石墨烯。

7.如权利要求6所述的石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法，其特征在于，所述直接还原法采用的还原剂为水合肼、酚类、二甲基肼或含硫化合物。

8.如权利要求6所述的石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法，其特征在于，所述还原法具体为：将绝缘纱线悬挂在HI酸和冰醋酸中，并进行密封处理；烧杯放入40℃的油浴锅中反应24-48小时，冷却后取出，用去离子水和乙醇洗涤烘干即可。

9.如权利要求1所述的石墨烯基串联线状超级电容器的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中的胶体电解液为氢氧化钾、氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾、硝酸铵、硝酸钠、硝酸钾、硫酸、磷酸、盐酸和氯酸锂中任意一种或几种的聚乙烯醇水溶液；制得的石墨烯基串联线状超级电容器经电化学测试，具体为循环伏安法或恒流充放电法；其中，循环伏安法中扫描速度为0.005～100V/s，恒流充放电法中电流密度为0.1～1000mA/cm²。