[發(fā)明專利]基于石墨烯/聚合物/水泥復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)超級電容器及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010594695.6 | 申請日： | 2020-06-28 |
| 公開（公告）號： | CN111755259B | 公開（公告）日： | 2021-09-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張東;徐暢 | 申請（專利權(quán)）人： | 同濟(jì)大學(xué) |
| 主分類號： | H01G11/56 | 分類號： | H01G11/56;H01G11/32;H01G11/84;H01G11/86 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225 | 代理人： | 顧艷哲 |
| 地址： | 200092 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 石墨 聚合物 水泥 復(fù)合材料 結(jié)構(gòu) 超級 電容器 及其 制備 方法 | ||
1.一種基于石墨烯/聚合物/水泥復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)超級電容器，其特征在于，該結(jié)構(gòu)超級電容器是由結(jié)構(gòu)電極和結(jié)構(gòu)電解質(zhì)組成的三明治疊層結(jié)構(gòu)，
所述結(jié)構(gòu)電極為石墨烯，所述結(jié)構(gòu)電解質(zhì)為聚合物-無機(jī)離子水溶液和水泥的水化產(chǎn)物，所述聚合物的質(zhì)量占水泥質(zhì)量的1%~20%；
所述聚合物為聚乙烯醇，重均分子量為30000-150000，醇解度為88-99%，所述無機(jī)離子水溶液選自KOH溶液、NaOH溶液或LiOH溶液，所述聚合物與無機(jī)離子水溶液的質(zhì)量比為（0.5~2）：1；
該結(jié)構(gòu)超級電容器的制備方法包括以下步驟：
（1）將適量的乙醇和聚四氟乙烯混合后，加入定量的石墨烯，充分?jǐn)嚢瑁湃牒嫦渲校钡降玫骄坏摹⒄吵頎畹奈镔|(zhì)；
（2）采用泡沫鎳為載流體，將步驟（1）所得物質(zhì)涂在泡沫鎳上并用一定的力按壓后自然烘干，用作結(jié)構(gòu)電極；
（3）將一定量的聚合物加入蒸餾水中，加熱并攪拌，獲得均一的聚合物水溶液；
（4）將一定量的無機(jī)離子水溶液加入到聚合物水溶液中，常溫下攪拌后獲得均一的堿性聚合物水溶液；
（5）將上述所獲堿性聚合物水溶液加入到一定量的水泥中攪拌，放入模具成型，用作結(jié)構(gòu)電解質(zhì)；
（6）采用三明治結(jié)構(gòu)組裝該結(jié)構(gòu)超級電容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯/聚合物/水泥復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)超級電容器，其特征在于，所述水泥為普通硅酸鹽水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯/聚合物/水泥復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)超級電容器，其特征在于，所述聚合物的質(zhì)量占水泥質(zhì)量的3%。
4.一種如權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯/聚合物/水泥復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)超級電容器的的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）將適量的乙醇和聚四氟乙烯混合后，加入定量的石墨烯，充分?jǐn)嚢瑁湃牒嫦渲校钡降玫骄坏摹⒄吵頎畹奈镔|(zhì)；
（2）采用泡沫鎳為載流體，將步驟（1）所得物質(zhì)涂在泡沫鎳上并用一定的力按壓后自然烘干，用作結(jié)構(gòu)電極；
（3）將一定量的聚合物加入蒸餾水中，加熱并攪拌，獲得均一的聚合物水溶液；
（4）將一定量的無機(jī)離子水溶液加入到聚合物水溶液中，常溫下攪拌后獲得均一的堿性聚合物水溶液；
（5）將上述所獲堿性聚合物水溶液加入到一定量的水泥中攪拌，放入模具成型，用作結(jié)構(gòu)電解質(zhì)；
（6）采用三明治結(jié)構(gòu)組裝該結(jié)構(gòu)超級電容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于石墨烯/聚合物/水泥復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)超級電容器的的制備方法，其特征在于，步驟（4）所述無機(jī)離子水溶液選自KOH溶液、NaOH溶液或LiOH溶液，所述聚合物與無機(jī)離子水溶液的質(zhì)量比為（0.5~2）：1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于石墨烯/聚合物/水泥復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)超級電容器的的制備方法，其特征在于，步驟（1）中的攪拌時間為1~3h，烘箱溫度設(shè)置為40-50℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于石墨烯/聚合物/水泥復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)超級電容器的的制備方法，其特征在于，步驟（3）中的加熱溫度為70~80℃，攪拌時間為0.5~1h。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于石墨烯/聚合物/水泥復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)超級電容器的的制備方法，其特征在于，步驟（4）中的攪拌時間為1~2h，步驟（5）中的攪拌時間為2~3min。
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