[发明专利]一种中空水凝胶柔性超级电容器电极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种中空水凝胶柔性超级电容器电极材料的的制备方法，将生物质聚合物基体配成溶液后均匀刷涂于导电模板材料表面，再置于去离子水中再生形成水凝胶，采用电化学沉积在模板材料上沉积一层导电高分子，最后刻蚀掉导电模板材料而得到中空水凝胶柔性超级电容器电极材料，该电极材料具有高强度和超亲水/保水性保证了材料极好的柔韧性和极强的离子吸附性，相互连接的导电高分子结构赋予了材料极好的导电性，独特的中空网络结构提高了材料极的孔隙率和离子传导速率，本发明制备的中空水凝胶柔性超级电容器具有非常优异的电化学性能，通过聚合物溶液种类，可制出具有不同功能性的中空水凝胶超级电容器，在柔性电子器件领域有广阔的应用前景。

主权项

1.一种中空水凝胶柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：（1）配制聚合物基体溶液以纤维素为聚合物基体，将其依次浸泡在水、甲醇、二甲基乙酰胺中处理1‑1.5 h，然后将聚合物基体溶解在以DMAc/LiCl溶液为溶剂体系的溶液中，得到1‑2 wt%的纤维素溶液；其中，所述DMAc与LiCl的比例为92‑93 g∶8‑7 g；（2）制备电沉积模板材料以镍泡沫、铜网或铁网作为导电模板材料，将其清洗除杂后，再在导电模板材料上均匀刷涂一层纤维素溶液后置于去离子水中浸泡，使纤维素溶液在导电模板材料骨架表面均匀形成再生纤维素水凝胶；其中，其需在去离子水中浸泡至纤维素溶液中的有机溶剂完全被去离子水置换形成再生纤维素水凝胶；（3）配制电沉积电解液配制一水合高氯酸钠溶液，再加入导电高分子单体，然后搅拌均匀得到电解液；其中，所述的导电高分子单体为吡咯或苯胺；（4）电化学沉积采用高氯酸钠/吡咯或高氯酸钠/苯胺混合溶液为电解液，分别采用刷涂有纤维素溶液的镍泡沫、铜网或铁网模板、甘汞电极和铂片电极作为工作电极、参比电极和对电极进行电化学沉积，沉积完成后将工作电极浸泡在三氯化铁溶液中刻蚀掉镍泡沫、铜网或铁网模板，最后用去离子水反复清洗即可得到中空水凝胶柔性超级电容器电极材料；其中，电化学沉积所用设备为电化学工作站；电化学沉积模式为计时电流法、计时电位法或循环伏安法。