[發(fā)明專利]二茂鐵基兩親性嵌段共聚物、超級(jí)電容器與制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711061374.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107641182B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱永福;程志毓;常學(xué)義;范洪波;牛軍峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞理工學(xué)院
• 主分類號(hào): C08F293/00
• 分類號(hào): C08F293/00;H01G11/48;H01G11/86
• 代理公司: 廣東恩典律師事務(wù)所 44549
• 代理人: 張紹波

本發(fā)明公開(kāi)二茂鐵基兩親性嵌段共聚物、超級(jí)電容器與制備方法，所述二茂鐵基兩親性嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)式如下式所示：本發(fā)明提供的一種二茂鐵基兩親性嵌段共聚物，具有極佳的氧化還原特性和成膜性，并利用該材料研制成一種新型二茂鐵基贗電容器。通過(guò)循環(huán)伏安法、恒流充放電等電化學(xué)表征，發(fā)現(xiàn)該贗電容器在電流密度為5A·g^?1時(shí)，比電容高達(dá)572.5F·g^?1；在50A·g^?1下進(jìn)行PEO?PFc循環(huán)壽命測(cè)試，3000次循環(huán)后比電容值衰減23.8％，表明PEO?PFc是一種良好的贗電容器正極材料，為開(kāi)發(fā)新型贗電容器電極材料提供有益的借鑒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超級(jí)電容器用電極材料領(lǐng)域，尤其涉及一種二茂鐵基兩親性嵌段共聚物及其制備方法、超級(jí)電容器及其工作電極制備方法。

背景技術(shù)

超級(jí)電容器(Supercapacitors)是一種新型的廣泛專注的儲(chǔ)能裝置，具有大比容量、快速的充放電能力、優(yōu)異的循環(huán)壽命等特點(diǎn)。依據(jù)電荷存儲(chǔ)機(jī)理及電極活性材料的不同，超級(jí)電容器可以分為雙電層電容器、法拉第贗電容器和混合型超級(jí)電容器。電極材料是決定超級(jí)電容器性能的核心因素，超級(jí)電容器常用的電極材料可以大致分為三類：碳基材料、金屬氧化物及氫氧化物材料和導(dǎo)電聚合物材料等。進(jìn)一步深入開(kāi)發(fā)出基于快速反應(yīng)、電子傳導(dǎo)性能優(yōu)異、循環(huán)壽命高、高能量密度的電極新材料對(duì)高性能超級(jí)電容器的發(fā)展意義重大。

二茂鐵是一種具有π鍵型夾心結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)配合物，其具有極佳的氧化還原特性。二茂鐵及其衍生物在電致變色、光電通訊、分析檢測(cè)等領(lǐng)域已具有了很高的應(yīng)用價(jià)值。特別在分析檢測(cè)方面，二茂鐵衍生物常作為氧化還原基質(zhì)制備成修飾電極用于研制電化學(xué)及生物傳感器。但目前二茂鐵基贗電容器的報(bào)道較少。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的二茂鐵衍生物用作超級(jí)電容器時(shí)存在電化學(xué)性能低，成膜性差的缺陷。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種二茂鐵基兩親性嵌段共聚物及其制備方法、超級(jí)電容器及其工作電極制備方法，旨在解決現(xiàn)有二茂鐵衍生物電化學(xué)性能低，成膜性差的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種二茂鐵基兩親性嵌段共聚物，其中，所述二茂鐵基兩親性嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)式如下式所示：

一種如上所述的二茂鐵基兩親性嵌段共聚物的制備方法，其中，包括如下步驟：

在并聯(lián)的兩個(gè)燒瓶的一側(cè)加入大分子引發(fā)劑PEO-Br、催化劑CuBr和磁力攪拌子，另一側(cè)加入單體MAFc、催化劑配體PMDETA和無(wú)水苯甲醚；密封反應(yīng)瓶的兩個(gè)口，通過(guò)液氮冷凍-抽真空-充氬氣解凍的方法循環(huán)多次除去反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的氧氣；然后將液體部分移到裝CuBr的一側(cè)，室溫?cái)嚢枋笴uBr溶解，進(jìn)行反應(yīng)10-14h，用液氮冷凍來(lái)終止反應(yīng)，得到二茂鐵基兩親性嵌段共聚物。

一種超級(jí)電容器用工作電極的制備方法，其中，包括步驟：稱取如上所述二茂鐵基兩親性嵌段共聚物，然后添加粘接劑和導(dǎo)電劑，調(diào)成糊狀，壓合在載體上，烘烤制得工作電極。

所述的超級(jí)電容器用工作電極的制備方法，其中，所述粘接劑為60wt％聚四氟乙烯水溶液。

所述的超級(jí)電容器用工作電極的制備方法，其中，所述導(dǎo)電劑為乙炔黑。

所述的超級(jí)電容器用工作電極的制備方法，其中，所述載體為泡沫鎳片。

一種超級(jí)電容器，包括工作電極、參比電極和對(duì)電極，及電解質(zhì)，其中，所述工作電極采用如上所述的超級(jí)電容器用工作電極的制備方法制備得到。

所述的超級(jí)電容器，其中，所述參比電極為Ag/AgCl，所述對(duì)電極為Pt絲，所述電解質(zhì)為Na₂SO₄。