[發明專利]一種以泡沫鎳為基底的聚3;4-乙烯二氧噻吩超級電容器電極材料

在審

• 申請號: 201810995912.5
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109192527A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 歐陽密;陳鈞;呂耀康;劉幼幼;王從澤;劉剛;楊星;張誠
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/48;H01G11/30;H01G11/86
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

本發明公開了一種以泡沫鎳為基底的聚3,4?乙烯二氧噻吩超級電容器電極材料，所述的超級電容器電極材料的制備方法為：在三電極電解池體系中，以3,4?乙烯二氧噻吩為單體，以1?丁基?3?甲基咪唑雙(三氟甲磺酰)亞胺鹽為支持電解質，以二氯甲烷為電解溶劑，以氧化銦錫導電玻璃電極為工作電極，以鉑電極為輔助電極，以銀/氯化銀電極為參比電極，在室溫下進行電化學聚合反應，聚3,4?乙烯二氧噻吩活性物質；然后將所得聚3，4乙烯二氧噻吩活性物質與導電劑、粘結劑混合均勻，得到混合物，并涂于預處理過的泡沫鎳上，然后烘干、壓片，制得超級電容器電極。本發明所制備的超級電容器電極材料比容量達到100～120F/g。

技術領域

本發明涉及一種以泡沫鎳為基底的聚3,4-乙烯二氧噻吩超級電容器電極材料。

背景技術

超級電容器作為新一代儲能器件，得益于其良好的循環壽命、高功率密度以及操作簡單無污染得到了人們的廣泛關注，被認為是最有進展的替代能量存儲裝置。電極材料是超級電容器中至關重要的部分，直接決定其性能，因此研究新的、廉價環保電化學性能優異的電極材料是其研究的核心內容。

導電聚合物是一類重要的法拉第準電容電極材料，在充放電過程中，在聚合物結構不發生變化的同時，其共軛鏈上會進行快速可逆的n型或p型摻雜和脫摻雜的氧化還原反應來存儲電荷，產生較大的法拉第電容。聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)是一種具有較高導電性、穩定性好的導電聚合物，然而不足之處便是在充放電過程中電容性能的明顯衰減，研究表明，通過改善聚合物結構和形貌或者制備導電聚合物復合材料能有效地提高導電聚合物電極材料的循環穩定性以及比電容。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以泡沫鎳為基底的聚3,4-乙烯二氧噻吩超級電容器電極材料。

本發明采用如下技術方案：

本發明的目的在于提供一種以泡沫鎳為基底的聚3,4-乙烯二氧噻吩超級電容器電極材料。

一種以泡沫鎳為基底的聚3,4-乙烯二氧噻吩超級電容器電極材料，其特征在于：所述的超級電容器電極材料具體按照如下方法進行制備：

(1)在三電極電解池體系中，以3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)為單體，以1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲磺酰)亞胺鹽(BMIMNTf₂)為支持電解質，以二氯甲烷為電解溶劑，混合均勻得到電解液，以氧化銦錫導電玻璃(ITO)電極為工作電極，以鉑電極為輔助電極，以銀/氯化銀電極為參比電極，在室溫下采用恒電位聚合法，在1.3～1.7V的聚合電壓下進行電化學聚合反應，當聚合電量達到0.05～0.2C時聚合結束，在-1～-0.7V負電位下脫摻雜50～70s，將聚合在工作電極上的薄膜經淋洗后刮下并烘干得到聚3,4-乙烯二氧噻吩活性物質；所述的電解液中，所述的3,4-乙烯二氧噻吩單體的初始終濃度為1～10mmol/L；所述的支持電解質1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲磺酰)亞胺鹽(BMIMNTf₂)的初始終濃度為0.01～0.1mol/L；

(2)將步驟(1)所得聚3，4乙烯二氧噻吩活性物質與導電劑、粘結劑混合均勻，得到混合物，將所述的混合物均勻的涂于預處理過的泡沫鎳上，然后烘干、壓片，制得超級電容器電極；所述的聚3，4乙烯二氧噻吩活性物質與導電劑、粘結劑的質量比為5～8：1～4：1(優選為8：1：1)。

進一步，步驟(1)中，本發明中所述的3,4-乙烯二氧噻吩單體的初始終濃度優選為5mmol/L；所述的支持電解質1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲磺酰)亞胺鹽(BMIMNTf₂)的初始終濃度優選為0.1mol/L；所述的二氯甲烷溶劑規格為分析純。

進一步，步驟(1)中，優選所述的恒電位聚合法為：在上述電解液環境中，在1.4V電壓條件下聚合，聚合電量為0.2C時聚合結束，并且在-0.8V負電位下脫摻雜60s，得到聚合在工作電極上的薄膜。