[发明专利]一种柔性非对称超级电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性非对称超级电容器，包括集电极、正电极、负电极、隔膜和电解液，其特征在于，所述正电极包括碳布和负载在碳布上的正极材料层；所述正极材料层包括交替层叠设置的聚吡咯层和还原氧化石墨烯层；所述聚吡咯层和碳布直接接触，表层为还原氧化石墨烯层；

所述负电极包括碳布和负载在碳布上的负极材料层；所述负极材料层包括交替层叠设置的聚3,4-乙撑二氧噻吩层和还原氧化石墨烯层；所述聚3,4-乙撑二氧噻吩层和碳布直接接触，表层为还原氧化石墨烯层。

2.根据权利要求1所述的柔性非对称超级电容器，其特征在于，所述正极材料层中聚吡咯层的层数为12～18层；

所述正极材料层中还原氧化石墨烯层的层数与聚吡咯层的层数相同；

所述正极材料层中单层聚吡咯的量为0.5～8mg/cm²；

所述正极材料层中单层还原氧化石墨烯的量为0.5～2mg/cm²。

3.根据权利要求1所述的柔性非对称超级电容器，其特征在于，所述负极材料层中聚3,4-乙撑二氧噻吩层的层数为4～7层；

所述负极材料层中还原氧化石墨烯层的层数与聚3,4-乙撑二氧噻吩层的层数相同；

所述负极材料层中单层聚3,4-乙撑二氧噻吩层的量为0.4～8mg/cm²；

所述负极材料层中单层还原氧化石墨烯的量为0.5～2mg/cm²。

4.根据权利要求1所述的柔性非对称超级电容器，其特征在于，所述隔膜为Nafion质子交换膜或聚乙烯醇膜；所述电解液为硫酸溶液。

5.权利要求1～4任意一项所述柔性非对称超级电容器的制备方法，包括以下步骤：

(1)使用循环伏安法依次在碳布表面交替沉积聚吡咯层和还原氧化石墨烯层，得到正电极；

(2)使用循环伏安法依次在碳布表面交替沉积聚3,4-乙撑二氧噻吩层和还原氧化石墨烯层，得到负电极；

(3)将所述集电极、正电极、负电极、隔膜和电解液进行组装，得到柔性非对称超级电容器；

所述步骤(1)和步骤(2)没有时间顺序的限制。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中沉积聚吡咯层的沉积电压为-0.7～1.6V，扫描速率为0.005～0.2V/s，单层的沉积时间为5～10min；单层扫描圈数为2～10圈；

所述沉积聚吡咯层用沉积液由吡咯单体、阴离子表面活性剂、硫酸和丙酮混合得到；所述沉积液中吡咯单体的浓度为0.5～10mmol/L，阴离子表面活性剂的浓度为0.5～10mmol/L，硫酸的浓度为0.05～2mol/L。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中沉积还原氧化石墨烯层的沉积电压为-1.2～0.9V，扫描速率为0.005～0.2V/s，单层沉积时间为5～10min，单层扫描圈数为2～10圈；

所述沉积还原氧化石墨烯层用沉积液为氧化石墨烯分散液；所述氧化石墨烯分散液的浓度为2～4g/L。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中沉积聚3,4-乙撑二氧噻吩层的沉积电压为-0.4～1.3V，扫描速率为0.005～0.2V/s，单层的沉积时间为5～10min；单层扫描圈数为2～20圈。

9.根据权利要求5或8所述的制备方法，其特征在于，所述沉积聚3,4-乙撑二氧噻吩层用沉积液中包括3,4-乙撑二氧噻吩、阴离子表面活性剂和硫酸；所述沉积液中3,4-乙撑二氧噻吩的浓度为4～6mmol/L，阴离子表面活性剂的浓度为4～6mmol/L，硫酸的浓度为0.05～6mol/L。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中沉积还原氧化石墨烯层的沉积电压为-1.2～0.9V，扫描速率为0.005～0.2V/s，单层沉积时间为5～10min，单层扫描圈数为2～10圈。