[发明专利]基于碳纳米洋葱/石墨烯复合结构的低温交流滤波超级电容器

权利要求书

1.一种基于碳纳米洋葱/石墨烯复合结构的低温交流滤波超级电容器，其特征在于，包括：两个对称的电极、电解液、隔膜。其中，电极包括金属集流体及其表面的碳纳米洋葱/石墨烯复合结构，其制备过程如下：

1)将一定质量比的铁盐和镍盐混合并溶于去离子水后搅拌，然后加入氧化物作为载体。接着在上述混合物中加入还原性物质，将铁离子与镍离子还原形成铁镍纳米颗粒并负载于氧化物载体表面，随后沉淀。将沉淀物洗涤后进行干燥，得到负载于氧化物载体上的铁镍纳米颗粒。

2)将负载于氧化物载体上的铁镍纳米颗粒置于管式炉中，通过化学气相沉积法制备出负载于氧化物载体上的中空碳纳米洋葱，然后将其置入酸性溶液去除氧化物载体，洗涤后进行干燥，得到中空碳纳米洋葱。

3)将上述碳纳米洋葱置于有机溶剂并超声处理，得到碳纳米洋葱的分散液。

4)准备一块金属箔片作为集流体，通过旋涂碳纳米洋葱分散液的方式将碳纳米洋葱负载于金属箔片表面。

5)将负载碳纳米洋葱的金属箔片置于管式炉中，经过化学气相沉积法得到生长于金属箔片表面的碳纳米洋葱/石墨烯复合结构。

2.根据权利要求1所述超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中铁盐与镍盐的质量比为(1～3)∶(1～10)，总金属原子与氧化物载体的质量比为(1～5)∶(1～10)。

3.根据权利要求1所述超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，将管式炉加热至300℃～800℃，通入保护气体和还原气体保温一段时间，然后加热至800℃～1000℃，通入保护气体和碳源气体保温一段时间，再加热至1000℃～1300℃，通入保护气体保温一段时间。

4.根据权利要求1所述超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，将碳纳米洋葱分散于有机溶剂中，包括但不限于乙醇、正己烷、甲苯。

5.根据权利要求1所述超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述金属箔片包括但不限于镍箔、铝箔。

6.根据权利要求1所述超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中，将管式炉加热至300℃～700℃，通入保护气体和还原气体保温，然后加热至700℃～1200℃，通入保护气体和碳源气体保温。得到生长于金属箔片表面的碳纳米洋葱/石墨烯复合结构。

7.根据权利要求1所述，基于碳纳米洋葱/石墨烯复合结构的低温交流滤波超级电容器，其特征在于，所述电解液为具有低熔点的离子液体与有机溶剂的混合物。

8.根据权利要求1所述，基于碳纳米洋葱/石墨烯复合结构的低温交流滤波超级电容器，其特征在于，所述隔膜为聚合物隔膜或无机隔膜，将所述两个电极进行压制封装，得到所述基于碳纳米洋葱/石墨烯复合结构的低温交流滤波超级电容器。