[发明专利]一种柔性超级电容器电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将碳布预处理后于500～1000℃条件下煅烧1～24h，得到改性碳布；

(2)将步骤(1)所得改性碳布浸渍于碳纳米管悬浊液中，加入环氧氯丙烷，加热搅拌反应，待反应完成后，取出烘干，得到碳纳米管/碳布复合材料；

(3)将步骤(2)所得碳纳米管/碳布复合材料置于KMnO₄和NH₄F的混合溶液中，加入聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇，搅拌，水浴反应1～48h后对产物进行洗涤、干燥，得到MnO₂/碳纳米管/碳布复合材料；

(4)将步骤(3)所得MnO₂/碳纳米管/碳布复合材料浸泡在吡咯单体溶液中，滴加引发剂，光照引发聚合反应，反应完成后将所得物取出烘干进行热处理，得到所述柔性超级电容器电极材料。

2.根据权利要求1所述的柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)碳布预处理过程为：将碳布依次经丙酮、乙醇、水超声洗涤后于KOH溶液中浸泡10～20h。

3.根据权利要求1所述的柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中碳纳米管悬浊液的制备方法为：

S1、将碳纳米管球磨后先于400～600℃条件下烧结2～3h，随后置于浓HCl溶液中，于60～80℃条件下磁力搅拌12～36h，抽滤、干燥后置于K₂S₂O₈溶液中，分散均匀后滴加浓H₂SO₄，于60～80℃条件下磁力搅拌12～36h，抽滤、干燥，得到改性碳纳米管；

S2、将步骤S1所得改性碳纳米管加入十六烷基三甲基溴化铵溶液中，搅拌，超声处理，得到所述碳纳米管悬浊液。

4.根据权利要求3所述的柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，悬浊液中十六烷基三甲基溴化铵质量分数为0.01％～0.5％；环氧氯丙烷的加入量为碳纳米管质量的0.5％～5％。

5.根据权利要求1所述的柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述混合溶液中KMnO₄和NH₄F摩尔比为1:0.5～5；聚乙烯吡咯烷酮的加入量为KMnO₄质量的0.1％～10％；乙二醇的加入量为KMnO₄质量的0.5％～10％；水浴反应温度为60～120℃。

6.根据权利要求1所述的柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中水浴反应条件为：于60～80℃条件下反应8～12h。

7.根据权利要求1所述的柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，吡咯单体溶液中吡咯的体积分数为0.1％～10％；引发剂为过硫酸盐类引发剂，质量分数为0.1％～10％。

8.根据权利要求7所述的柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中聚合反应条件为：将MnO₂/碳纳米管/碳布复合材料于黑暗条件下在吡咯单体溶液中浸泡6～24h，然后滴加引发剂，经紫外线照射6～24h。

9.根据权利要求1所述的柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中热处理工艺条件为：于150～350℃、空气氛围下保温2～6h。

10.一种根据权利要求1～9任一项所述制备方法所制备得到的柔性超级电容器电极材料。