[发明专利]一种高导电柔性自支撑的全固态超级电容器及其制备方法有效
申请号: | 201810947322.5 | 申请日: | 2018-08-20 |
公开(公告)号: | CN109273271B | 公开(公告)日: | 2019-12-27 |
发明(设计)人: | 蔡克峰;倪丹;陈元勋 | 申请(专利权)人: | 同济大学 |
主分类号: | H01G11/24 | 分类号: | H01G11/24;H01G11/30;H01G11/84 |
代理公司: | 31225 上海科盛知识产权代理有限公司 | 代理人: | 刘燕武 |
地址: | 200092 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 超级电容器 制备 电极材料 凝胶电解液 高导电 混合液 全固态 自支撑 甲醇 阴离子型表面活性剂 电容器 电导率 氧化剂 电化学性能 加热反应 加热搅拌 聚多巴胺 浸入 分散液 纳米线 抽滤 滤膜 水中 洗涤 备用 离子 冷却 组装 取出 | ||
1.一种高导电柔性自支撑的全固态超级电容器,其特征在于,所述的超级电容器包括由两片电极材料组成的平面状的对称型结构,以及位于两片电极材料之间的凝胶电解液隔膜,所述的电极材料由PEDOT纳米线薄膜制成;
所述凝胶电解液隔膜由聚多巴胺/PVA电解液晾干形成,其中,所述聚多巴胺/PVA电解液由聚多巴胺与PVA按质量比1:1在80℃下溶解,再于室温下自然冷却得到;
所述聚多巴胺为聚多巴胺氧化还原介质,其制备方法为:将多巴胺加入硫酸中,通过电化学聚合,得到聚多巴胺氧化还原介质;
所述多巴胺的浓度为0.03-0.15M,聚合电位为-1-1V,聚合时间为6-48h。
2.如权利要求1所述的高导电柔性自支撑的全固态超级电容器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将阴离子型表面活性剂溶于去离子水中,再加入氧化剂,加热搅拌,得到混合液A;
(2)将EDOT加入步骤(1)得到的混合液A中,加热反应,冷却,洗涤,得到PEDOT纳米线,然后将PEDOT纳米线分散于甲醇中备用;
(3)将步骤(2)得到的PEDOT的甲醇分散液抽滤至滤膜上,干燥后得到柔性自支撑PEDOT薄膜电极材料;
(4)再将两片相同的电极材料浸入聚多巴胺/PVA电解液中,取出后,两片电极材料分别作为正极和负极面对面放置,中间再涂一层聚多巴胺/PVA电解液,干燥,即得到所述超级电容器。
3.根据权利要求2所述的一种高导电柔性自支撑的全固态超级电容器的制备方法,其特征在于,步骤(1)中:阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠,氧化剂为FeCl3,混合液A中阴离子表面活性剂与氧化剂的摩尔比为2:1。
4.根据权利要求2所述的一种高导电柔性自支撑的全固态超级电容器的制备方法,其特征在于,步骤(2)中:加入的EDOT与混合液A中氧化剂的摩尔比为7:15。
5.根据权利要求4所述的一种高导电柔性自支撑的全固态超级电容器的制备方法,其特征在于,步骤(3)中:采用真空抽滤法,所述滤膜为φ50 mm的微孔滤膜,每个滤膜抽滤的PEDOT分散液体积为60-140mL。
6.根据权利要求4所述的一种高导电柔性自支撑的全固态超级电容器的制备方法,其特征在于,步骤(3)中干燥在真空条件下进行,工艺条件为:温度为50℃,干燥时间为6h。
7.根据权利要求4所述的一种高导电柔性自支撑的全固态超级电容器的制备方法,其特征在于,步骤(4)中:电极材料浸入聚多巴胺/PVA电解液的时间为30min。
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