[发明专利]一种可穿戴超级电容器电极的制备方法

摘要

本发明公开了一种可穿戴超级电容器电极的制备方法，将聚氧化乙烯(PEO)加入到已均匀分散有碳纳米管(CNT)的N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶液中溶解，再加入两亲性共聚物PEG‑PPG‑PEG拌均，随后加入木质素，待完全混合均匀后冷冻干燥，得到木质素/PEO/PEG‑PPG‑PEG/CNT复合材料；将所得复合材料加入熔融纺丝机中纺丝，得到木质素/PEO/PEG‑PPG‑PEG/CNT复合纤维；将所得复合纤维置于管式炉中进行碳化，得到熔纺木质素基碳纤维电极即为可穿戴超级电容器电极。该电极具有导电性能好、比表面积大、介孔结构连续且可控、可编织性强等优点，可进行连续规模化生产，市场开发和应用前景广阔。

主权项

1.一种可穿戴超级电容器电极的制备方法，步骤是：(1)将聚氧化乙烯(PEO)在60～100℃下加入到已均匀分散有碳纳米管(CNT)的N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，完全溶解后加入聚乙二醇‑聚丙二醇‑聚乙二醇(PEG‑PPG‑PEG)两亲性共聚物，充分搅拌，随后加入木质素，待完全混合均匀后冷冻干燥12h以上，得到木质素/PEO/PEG‑PPG‑PEG/CNT复合材料；其中：上述聚氧化乙烯(PEO)的粘均分子量为5×105～7×106，添加量为固体总质量的0.5～30％；上述碳纳米管(CNT)的添加量为固体总质量的0.1～3％；上述PEG‑PPG‑PEG的数均分子量为1×103～2×104，添加量为固体总质量的0.05～10％；上述木质素为硫酸盐硬木木质素，其S结构单元含量和G结构单元含量比值大于2，且结构单元间的连接方式主要为β‑β和β‑O‑4；木质素的添加量为固体总质量的57～99.35％；(2)将制得的复合材料加入到熔融纺丝机中进行纺丝，纺丝温度为190～240℃，喷丝板规格为0.2mm×10f，纺丝速度为100～6000m/min，得到木质素/PEO/PEG‑PPG‑PEG/CNT复合纤维；(3)将制得的复合纤维置于管式炉中，以0.01～5℃/min的升温速率升至240～270℃，恒温处理1～6h；然后以0.25～5℃/min的升温速率升温至900～2000℃进行碳化，时间为0.5～12h，得到熔纺木质素基碳纤维电极即为可穿戴超级电容器电极。