[发明专利]一种可拉伸性、弹性导电高分子基全凝胶态纤维状超级电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种水凝胶纤维，其特征在于，将弹性高分子基体、导电高分子单体、交联剂和酸溶液溶于去离子水中，然后与引发剂溶液混合后注入模具，进行瞬间冷冻，然后进行原位聚合和交联反应，去除模具，纯化，冷冻干燥获得。

2.根据权利要求1所述的水凝胶纤维，其特征在于，所述弹性高分子基体为含有多羟基的高分子，所述含有多羟基的高分子包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙二醇中的一种或几种；导电高分子单体包括苯胺、吡咯、噻吩中的一种或几种；交联剂为3-氨基苯基硼酸ABA。

3.根据权利要求1所述的水凝胶纤维，其特征在于，所述酸溶液包括0.1～6mol/L的盐酸、硫酸、磷酸和硝酸溶液中的一种或几种；引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、双氧水中的一种或几种。

4.一种水凝胶纤维的制备方法，包括：

(1)将弹性高分子基体、导电高分子单体、交联剂和酸溶液溶于去离子水中，得到混合溶液，将引发剂溶解于去离子水中，得到引发剂溶液；

(2)将步骤(1)中混合溶液与引发剂溶液混合，注入模具，冷冻，然后进行原位聚合和交联反应，去除模具，纯化，冷冻干燥，得到水凝胶纤维。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合溶液中弹性高分子基体的浓度为1～20wt％，导电高分子单体浓度为0.025～1mol/L。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中引发剂与混合溶液中导电高分子单体的摩尔比值为0.5～2；混合是在0～5℃下进行；冷冻为：将溶液迅速放置液氮浴或干冰浴中瞬间冷冻；原位聚合和交联反应的温度为0～-80℃，时间为6～96h。

7.一种全凝胶态纤维状超级电容器，其特征在于，包括权利要求1所述水凝胶纤维。

8.一种全凝胶态纤维状超级电容器的制备方法，包括：

将权利要求1所述水凝胶纤维表面进行导电集流体溅射，采用聚乙烯醇凝胶电解质将导电集流体溅射后的水凝胶纤维组装为全凝胶态纤维状超级电容器。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述导电集流体溅射的导电物质包括金、银、铂金、碳中的一种或几种；聚乙烯醇凝胶电解质为聚乙烯醇的磷酸、硫酸、盐酸、硝酸水溶液中的一种或几种，聚乙烯醇浓度为1～10wt％，磷酸、硫酸、盐酸或硝酸浓度为0.1～10wt％。

10.一种如权利要求7所述全凝胶态纤维状超级电容器在柔性可穿戴储能器件中的应用。