[發(fā)明專利]一種比容量高、低漏電流的碳納米纖維氮化型導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410279384.5
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104072767A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸勝;施洪權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州中航聚電科技有限公司
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C08G61/12;C08G73/02;C08K13/06;C08K9/04;C08K7/06;C08K3/04
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳材料及化學(xué)電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種比容量高、低漏電流的碳納米纖維氮化型導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備方法。?

背景技術(shù)

當(dāng)今,隨著對生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟效益的重視,人們致力于從太陽能和風(fēng)能中獲取低成本且潔凈的能源,這將從根本上滿足日益增長的能源需求。然而,只有把這些可再生能源轉(zhuǎn)化成電能并儲存起來,才能隨時隨地使用它們,顯然這將無法滿足人們的日常需求。而超級電容器為人們提供了一種極具前景且能快速儲存電能的方法。此外,超級電容器在其它眾多領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣泛,如:可移動電子設(shè)備、混合動力汽車以及備用電源系統(tǒng)。超級電容器作為一種新型能源裝置,它同時具有傳統(tǒng)介質(zhì)電容器和電池的優(yōu)點,而且還可以在極短的時間內(nèi)傳輸或存儲大量的能量。?

超級電容器的上述這些性能特點與其電極材料的物理和化學(xué)性質(zhì)是緊密相關(guān)的。因此,急需研發(fā)具有卓越性能的電極材料。早在1990年,人們就開始使用大表面積的碳材料制備大功率的電化學(xué)電容器。以后,許多碳材料,如:活性炭、炭黑、洋蔥型碳、碳納米管以及石墨稀等,被廣泛用作電極材料以提高超級電容器的電容值。盡管大多數(shù)多孔材料的電容值較高,但是由于孔的增多、導(dǎo)電通道的不連續(xù)或者含氧官能團的影響,其導(dǎo)電性并不理想,這些很大程度上限制了其功率密?度。因此,急需制備具有大的表面積、能量密度以及良好導(dǎo)電性(提高功率密度)的碳材料。同時,也要考慮超級電容器的另外一個重要的評價參數(shù)——循環(huán)壽命。為了進(jìn)一步提高電容器的能量密度和功率密度,人們幵始使用具有腹電容性質(zhì)的電極材料,其中一種類型是引入雜原子到碳材料中。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，摻雜一定量的氮對提高材料的電容值、表面潤濕性以及導(dǎo)電性有很大的作用，在大多數(shù)情況下,人們通過后處理(如氨氣,氛中高熱反應(yīng))將氮引入到碳框架中合成摻氮的碳材料,然而這樣制備的材料中氮含量較低，這種方法的缺點是所引入的氮物種往往局限于石墨烯的邊緣，很難形成穩(wěn)定摻雜的氮物種，同時高溫處理很容易造成石墨烯的不可逆堆疊。如專利號CN201210483587.7的發(fā)明專利“一種氮摻雜石墨烯復(fù)合材料及其制備方法“；包括步驟：制備氧化石墨烯懸浮液；制備含氧化石墨烯的凝聚狀溶液；將濃度為1～100g/L的氮源溶液加入到所述凝聚狀溶液中，充分?jǐn)嚢?～5h，制備氮摻雜的氧化石墨烯溶液，制備氮摻雜石墨烯復(fù)合材料；如專利號為CN201310683949.1的發(fā)明專利”一種氮摻雜介孔石墨烯微球的制備與應(yīng)用“，其方法為先制備介孔石墨烯微球a，介孔石墨烯微球a與尿素a混合或?qū)榭资┪⑶騛進(jìn)行氨氣a吹掃，然后在700～1200℃下密閉反應(yīng)0.5～4h，介孔石墨烯微球a與尿素a的質(zhì)量比為1：5～50，氨氣a通入量與介孔石墨烯微球a質(zhì)量比為1～20：1。如專利號為CN201210484414.7的發(fā)明專利”一種氮摻雜石墨烯復(fù)合材料、其制備方法、電極片以及超級電容器”，包括步驟：1)將氧化石墨加入到水中超聲分散處理，得到濃度為1～20mg/ml的氧化石墨烯懸浮液，2)將濃度為1～500g/L的KOH溶液加入到所述氧化石墨烯懸浮液中，攪拌，得到凝聚狀溶液，3)將濃度為1～100g/L的尿素、碳酸銨、碳酸氫銨或草酸銨溶液加入到所述凝聚狀溶液中，充分?jǐn)嚢?～5h，得到氮摻雜氧化石墨烯前軀體溶液，4)將上述得到氮摻雜氧化石墨烯前軀體溶液過濾，并將濾物進(jìn)行干燥處理，再將干燥后的濾物放入馬弗爐中并?于惰性氛圍下進(jìn)行高溫煅燒，冷卻后、水洗、過濾、干燥，得到所述氮摻雜石墨烯復(fù)合材料。?