[發明專利]一種高功率的長線性超級電容器及其制備方法

有效

• 申請號: 201611118501.5
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN107068412B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 丁建寧;周小雙;袁寧一;徐江
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H01G11/26
• 分類號: H01G11/26;H01G11/30;H01G11/32;H01G11/36;H01G11/56;H01G11/84
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1.一種高功率的長線性超級電容器，包括導電基底、活性物質和凝膠電解液，其特征在于：所述活性物質滴涂在所述導電基底上，所述活性物質上覆設有碳納米管薄膜，所述碳納米管薄膜上涂敷有凝膠電解液，所述導電基底為順排碳納米管薄膜/銀納米線/順排碳納米管薄膜的三明治結構，所述活性物質為GO/MCNTs復合物，所述凝膠電解液為PVA/H₃PO₄電解液。

2.一種高功率的長線性超級電容器的制備方法，其特征在于，包括：

(1)對玻璃片超聲清洗后，用氮氣吹干；

(2)從碳納米管氣凝膠片上拉出順排碳納米管薄膜，將所述順排碳納米管薄膜附一層在所述玻璃片上，然后在所述順排碳納米管薄膜上滴涂一層銀納米線，等所述銀納米線干燥后再附上一層順排碳納米管薄膜，形成三明治結構的導電基底；

(3)采用滴涂法將配制好的GO/MCNTs混合液滴在所述導電基底上，然后在常溫下鼓風烘干，形成具有活性層的導電基底，在所述活性層上包覆一層順排碳納米管膜，形成全部包覆好的薄膜；

(4)將所述薄膜用N,N-二甲基甲酰胺溶劑潤濕，使用電機從所述薄膜的端部加捻成絲；

(5)將加捻完成的絲放入水合肼溶液中，在80℃烘箱中密封還原6小時后取出，用去離子水浸泡沖洗，真空干燥2小時，形成干燥的絲線；

(6)在所述絲線表面涂敷一層PVA/H₃PO₄凝膠電解液，在空氣中干燥10小時；

(7)將兩根涂敷好凝膠電解液的絲線加捻在一起，得到長線性超級電容器。

3.根據權利要求2所述的高功率的長線性超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述超聲清洗的材料為洗衣粉、去離子水、丙酮、乙醇中的一種或多種。

4.根據權利要求2所述的高功率的長線性超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述從碳納米管氣凝膠片上拉出順排碳納米管薄膜，然后在所述順排碳納米管薄膜上滴涂一層銀納米線包括：用刀片在高度取向的多壁碳納米管凝膠片上刮出寬度為1.0-1.5cm的順排碳納米管薄膜，然后用鑷子拉出，附在所述玻璃片上，所述玻璃片的長度為7.5cm，將銀納米線溶在乙醇溶液中，制成濃度為1mg/ml的銀納米線液，在所述順排碳納米管薄膜上滴涂60μL的銀納米線液，形成銀納米線層。

5.根據權利要求2所述的高功率的長線性超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述GO/MCNTs混合液的配制方法為：將0.08gGO和0.08gMCNTs分別加入到40mLN,N-二甲基甲酰胺溶液中，在600W的超聲器中冰浴超聲3小時，分別配置成濃度為2mg/ml的GO溶液和MCNTs溶液，然后量取20mL的GO溶液和10mL的MCNTs溶液混合冰浴超聲1小時，制得GO/MCNTs混合液。

6.根據權利要求2所述的高功率的長線性超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述MCNTs的直徑為10-20nm。

7.根據權利要求2所述的高功率的長線性超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述N,N-二甲基甲酰胺溶劑的用量為40-60μL，所述電機的加捻速度為1.2秒/轉，加捻轉數為600-800轉。

8.根據權利要求2所述的高功率的長線性超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(5)中所述水合肼的體積濃度為80％，用量為20μL。

9.根據權利要求2所述的高功率的長線性超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(6)中所述PVA/H₃PO₄凝膠電解液的制備過程為：將5克分子量為75000-80000的PVA放入45mL的去離子水中浸泡12小時，然后再加入5g磷酸，在90℃下熱攪拌至產生凝膠，其中，所述磷酸為分析純AR。

10.根據權利要求2所述的高功率的長線性超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(6)中所述PVA/H₃PO₄凝膠電解液的涂敷厚度為10μm-20μm。