[发明专利]基于β-Ni(OH)2

权利要求书

1.基于β-Ni(OH)₂的柔性固态超级电容器制作方法，包括：β-Ni(OH)₂电极的制备、活性碳电极的制备、KOH/PAAK电解质的制备、基于β-Ni(OH)₂的柔性全固态超级电容器的组装；

所述β-Ni(OH)₂电极的制备过程如下：

步骤1：裁剪1~5cm²大小的泡沫镍，然后将泡沫镍分别放入50~100ml的丙酮、去离子水、稀盐酸和去离子水中超声清洗，超声清洗时间分别设定为：10~30min、3~10min、10~30min和3~10min，洗净之后放入烘箱中，在40~80^oC环境下干燥5~20小时；

步骤2：称取0.5~2.5g的六水合硝酸镍和0.5~3g的六亚甲基四胺，分别倒入烧杯中，再加入20~60ml去离子水，搅拌至澄清透明；

步骤3：将按步骤2制备的溶液倒入一个带聚四氟乙烯内胆的容器中，再放入按步骤1制备的泡沫镍，然后放置于密封的反应釜中静止0.5~2h；

步骤4：将步骤3所述的反应釜放入烘箱中，在70~120^oC环境中反应15~24 h，制得半成品电极；

步骤5：取出半成品电极，先用去离子水将半成品电极清洗干净后再放入无水乙醇中浸泡3~10min，再次用去离子水将半成品电极冲洗干净，最后放入烘箱中在40~80^oC环境下干燥5~15h，至此完成β-Ni(OH)₂电极的制备；

所述活性碳电极的制备过程如下：

步骤1：将尺寸大小为1~5cm²的泡沫镍先后放入50~100ml的丙酮、去离子水、稀盐酸和去离子水中超声清洗，超声清洗时间分别设定为：10~30min、3~10min、10~30min 和3~10min，洗净后的泡沫镍放在40~80^oC环境下干燥5~20小时；

步骤2：称取0.1~0.5g的PVDF粉末倒入蓝口瓶中，再加入70~130ml的N-甲基吡咯烷酮，搅拌至完全澄清透明；

步骤3：称取1~5g活性碳和0.1~0.5g乙炔黑加入按步骤2所得的溶液中，使得活性碳、乙炔黑和PVDF的质量比为1:1:1~10:2:1，均匀搅拌10~72 h，制成活性碳浆料；

步骤4：将按步骤1制备的泡沫镍放入按步骤3制得的活性碳浆料中蘸涂三次，设定：每次蘸涂时间设定为5~20s，每次蘸涂后在30~90 ^oC热风环境下速干1~2min，得到半成品活性碳电极；

步骤5：将步骤4得到的半成品活性碳电极放入真空干燥箱中在90~150^oC环境下烘5~15h，至此完成活性碳电极制备；其特征在于：

所述KOH/PAAK电解质的制备过程如下：

步骤1：称取1~4gKOH倒入聚四氟乙烯瓶中，再加入10~30ml去离子水，搅拌至澄清透明；

步骤2：称取2~5g的PAAK粉末倒入步骤1所得溶液中，搅拌至形成澄清透明无气泡凝胶，制成KOH/PAAK电解质；

所述基于β-Ni(OH)₂的柔性固态超级电容器的组装方法如下：

第一步：备料，裁剪边长为0.5~2cm的正方形纤维纸和宽度为0.5~3cm的封口膜备用；

第二步：压片，将制备好的β-Ni(OH)₂电极和活性碳电极用压片机进行压片，压片时向β-Ni(OH)₂电极施加的压力为1~6MPa，向活性碳电极施加的压力为3~10MPa；

第三步：浸渍电解质，将压片完成后的β-Ni(OH)₂电极、活性碳电极以及剪裁好的纤维纸分别浸没于制备好的电解质中，浸渍时间为1~5 min；

第四步：叠放电极，将准备好的封口膜进行预拉伸，然后先将活性碳电极平放在封口膜一端的上面，接着再取出浸渍好电解质的纤维纸，叠放在活性碳电极上，最后将浸渍好电解质的β-Ni(OH)₂电极叠放在纤维纸上，活性碳电极与β-Ni(OH)₂电极对齐，且确保活性碳电极与β-Ni(OH)₂电极之间不直接接触；

第五步：封装，将封口膜逐层缠绕在按第四步依次叠放的活性碳电极、纤维纸和β-Ni(OH)₂电极的外部，至此，基于β-Ni(OH)₂的柔性固态超级电容器制作完成。