[发明专利]一种制备全水凝胶可拉伸超级电容器的方法及该电容器

摘要

本发明属于超级电容器制备领域，并具体公开了一种制备全水凝胶可拉伸超级电容器的方法及该电容器，该可拉伸超级电容器以具有高度拉伸性的海藻酸钠/聚丙烯酰胺/碳纳米管/聚(3,4‑亚乙二氧基噻吩)‑聚苯乙烯磺酸复合水凝胶为电极材料，以具有高度拉伸性的海藻酸钠/聚丙烯酰胺/硫酸钠/氧化还原电对复合水凝胶为电解质，以传统的三明治结构组装而成。本发明提供的电极材料与电解质都是基于可拉伸的水凝胶材料，电极材料与电解质之间具有强粘附性，能够摆脱现有组装技术需借助可拉伸基底的束缚，该全水凝胶可拉伸超级电容器适用于超级电容器传统应用领域及可穿戴电子设备、可拉伸电子设备、电子皮肤、便携式集成器件等高端的应用领域。

主权项

1.一种制备全水凝胶可拉伸超级电容器的方法，其特征在于，包括下列步骤：S1称取碳纳米管浆料并稀释，获得稀释的碳纳米管浆料，稀释的碳纳米管浆料中碳纳米管的质量分数为1％～4％；S2将丙烯酰胺溶于步骤S1获得的浆料中，并搅拌均匀，然后加入海藻酸钠，并搅拌均匀以形成均一的混合溶液，混合溶液中丙烯酰胺的质量分数为15％～20％，海藻酸钠的质量分数为1％～3％；将所述混合溶液与聚(3,4‑亚乙二氧基噻吩)‑聚苯乙烯磺酸按比例混合并搅拌，随后依次加入N,N‑亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺以及过硫酸铵，混合均匀后将混合液转移至干净的培养皿中并静置8h～12h，然后将培养皿密封并置于干燥箱中加热以得到水凝胶一，混合液中N,N‑亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为0.005％～0.02％，四甲基乙二胺的质量分数为0.08％～0.1％，过硫酸铵的质量分数为0.05％～0.2％，干燥箱的加热温度为70℃～100℃，加热时间为8h～12h；S3将丙烯酰胺溶于去离子水中，并加入海藻酸钠，搅拌均匀，随后依次加入N,N‑亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺以及过硫酸铵，混合均匀后将混合液转移至干净的培养皿中并静置8h～12h获得凝胶，混合溶液中丙烯酰胺的质量分数为15％～20％，海藻酸钠的质量分数为1％～3％，N,N‑亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为0.005％～0.02％，四甲基乙二胺的质量分数为0.08％～0.1％，过硫酸铵的质量分数为0.05％～0.2％；然后将凝胶浸泡于含有Na₂SO₄和K₃[Fe(CN)₆]/K₄[Fe(CN)₆]的水溶液中，得到水凝胶二；S4以步骤S2获得的水凝胶一作为电极材料制备电极薄片，同时以步骤S3获得的水凝胶二作为电解质材料制备电解质薄片，在电解质薄片的正反两面粘贴电极薄片，以此获得全水凝胶可拉伸超级电容器。