[發明專利]一種可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器及其制備方法

在審

• 申請號: 201710438193.2
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107359055A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 蔡克峰;陳元勛;宋海軍
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01G11/56
• 分類號: H01G11/56;H01G11/52;H01G11/30
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 劉燕武

1.一種可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器，其特征在于，所述的超級電容器包括兩片電極材料組成的平面狀的對稱型結構，以及位于兩片電極材料之間的凝膠電解液隔膜，所述的電極材料由PPy薄膜沉積到無塵紙上而形成。

2.根據權利要求1所述的一種可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器，其特征在于，所述的凝膠電解液隔膜由H₃PO₄/PVA電解液晾干形成，其中，所述H₃PO₄/PVA電解液由H₃PO₄與PVA按質量比1:1在80℃下溶解，再于室溫下自然冷卻得到。

3.如權利要求1或2所述的可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)取氧化劑和摻雜劑溶于去離子水中，得到混合液A，再轉移至含有預處理后的無塵紙的培養皿中，進行低溫預處理；

(2)將吡咯單體分散于正己烷中，低溫預處理，得到混合液B；

(3)再將步驟(2)的混合溶液B逐滴加入步驟(1)的培養皿中，靜置反應；

(4)反應后，取出反應產物，洗滌，干燥，即得到由沉積聚吡咯的無塵紙構成的電極材料；

(5)再將兩片相同的電極材料浸入凝膠電解液中，取出后，兩片電極材料分別作為正極和負極面對面放置，中間再涂一層凝膠電解液，干燥，即得到所述超級電容器。

4.根據權利要求3所述的一種可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的氧化劑為FeCl₃、FeCl₃·6H₂O或者APS，所述的摻雜劑為PTS；

混合液A中，氧化劑與摻雜劑的摩爾比為1:1，兩者的濃度分別為0.1M-0.4M。

5.根據權利要求3所述的一種可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的無塵紙為多孔結構的商用無塵紙，其孔徑大小為1-100μm；

無塵紙的預處理為：在去離子水、乙醇和丙酮中各超聲處理1h。

6.根據權利要求3所述的一種可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(1)中混合液A的體積V與培養皿的底面積S滿足V：S＝4:9π。

7.根據權利要求3所述的一種可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(1)和步驟(2)中的低溫預處理的工藝為：溫度2-5℃，處理時間10-20min。

8.根據權利要求3所述的一種可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(2)中吡咯單體與正己烷的體積比為(50-200)μL：9mL，正丁烷的體積滿足：加入的混合液B與混合液A體積相同。

9.根據權利要求3所述的一種可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，混合液B的滴加速度為0.01-0.02mL/s，靜置反應的工藝條件為：溫度2-5℃，反應時間9-24h。

10.根據權利要求3所述的一種可透氣的對稱型柔性全固態超級電容器的制備方法，其特征在于，步驟(5)中電極材料浸入凝膠電解液的時間為30min。