[发明专利]一种石墨烯纤维基超级电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯纤维基的超级电容器，其特征在于，包括：

二电极和电解质溶液，所述二电极是指两根互相分离且表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维，所述两根互相分离且表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维浸没在所述电解质溶液中。

2.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于：

所述石墨烯纤维直径为5-200微米。

3.如权利要求1或2所述的超级电容器，其特征在于：

所述二氧化锰层的厚度为0.1-1微米。

4.如权利要求1至3任一项所述的超级电容器，其特征在于：

所述电解质溶液为硫酸钠水溶液、氢氧化钾水溶液、四乙基四氟硼酸铵的乙腈溶液或者四乙基四氟硼酸铵的碳酸丙烯酯溶液。

5.一种石墨烯纤维基的超级电容器，其特征在于，包括：

二电极和凝胶电解质，所述二电极是指两根互相分离且表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维，所述两根互相分离且表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维由所述凝胶电解质包裹在一起。

6.如权利要求5所述的超级电容器，其特征在于：

所述石墨烯纤维直径为5-200微米。

7.如权利要求5或6所述的超级电容器，其特征在于：

所述二氧化锰层厚度为0.1-1微米。

8.如权利要求5至7任一项所述的超级电容器，其特征在于：

所述凝胶电解质包括聚乙烯醇、无水氯化锂和水，其中，所述聚乙烯醇、无水氯化锂以及水的质量比为1:2:10。

9.一种石墨烯纤维基超级电容器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、在反应器中加入1重量份的氧化石墨烯、1000重量份的溶剂，搅拌后得到氧化石墨烯溶液；

步骤二、将所述氧化石墨烯溶液进行离心旋转，得到质量百分含量在0.1％-2％的氧化石墨烯纺丝浆液；

步骤三、将所述氧化石墨烯纺丝浆液以10-2000μL/min的挤出速度通过直径为10-5000μm的纺丝喷头，在5-35℃的凝固剂中停留1-3600s凝固成丝，对所述凝固成丝的产物进行洗涤以及真空干燥后，得到氧化石墨烯纤维；

步骤四、对所述氧化石墨烯纤维进行还原，得到石墨烯纤维；

步骤五、将所述石墨烯纤维浸泡在浓度为0.1-1g/L、温度为5-70℃的高锰酸钾水溶液中进行反应得到反应物，对所述反应物进行洗涤以及真空干燥后，得到表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维；

步骤六、将两根互相分离的所述表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维放置在电解质溶液中，或者，将两根互相分离的所述表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维的所述二氧化锰层的表面分别用凝胶电解质涂抹均匀并进行干燥，将经干燥后的两根所述表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维用所述凝胶电解质包裹在一起并进行干燥，得到所述超级电容器。

10.根据权利要求9所述的超级电容器制备方法，其特征在于：

所述将两根互相分离的所述表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维放置在电解质溶液中，包括：

将两根互相分离的所述表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维分别固定在导电集流体上；

将所述导电集流体放置在所述电解质溶液中。

11.根据权利要求9所述的超级电容器制备方法，其特征在于：

所述将两根互相分离的所述表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维的所述二氧化锰层的表面分别用凝胶电解质涂抹均匀并进行干燥，将经干燥后的两根所述表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维用所述凝胶电解质包裹在一起并进行干燥，包括：

将两根互相分离的所述表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维的所述二氧化锰层的表面分别用所述凝胶电解质涂抹均匀并进行干燥；

将经干燥后的两根所述表面覆盖有二氧化锰层的石墨烯纤维绞在一起，并用所述凝胶电解质将其包裹并进行干燥。

12.如权利要求9至11中任一项所述的超级电容器制备方法，其特征在于：

所述步骤一中所述溶剂包括去离子水、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、环丁砜中的一种或者多种。