[發明專利]一種金屬基碳纖維復合電極的制備方法及其產品和應用

有效

• 申請號: 202110177102.0
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112992558B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 趙亞萍;蘇麗訪;金振東;靳凱麗;蔡再生
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/24;H01G11/30;H01G11/40
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

1.一種金屬基碳纖維復合電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將經過預處理及活化的碳纖維置于溶解有主金屬鹽、還原劑、緩沖劑的水溶液中，加熱反應得到化學鍍后的金屬/碳纖維復合材料；所得金屬/碳纖維復合材料采用循環伏安法進行進一步電氧化后，得到金屬基碳纖維復合電極；

所述碳纖維的預處理及活化過程具體包括：

預處理：將碳纖維在乙醇中浸泡后晾干得預處理的碳纖維；

活化：將預處理的碳纖維在堿性硼氫化鈉溶液中浸漬后晾干，再置于活化液中反應得預處理及活化的碳纖維；

所述乙醇中浸泡時間為30min；

所述堿性硼氫化鈉溶液中NaBH₄濃度為0.2g/L,NaOH濃度為0.04g/L；碳纖維在堿性硼氫化鈉溶液中浸泡時間為30min；

所述活化液中硫酸鎳濃度為0.1mol/L,次亞磷酸鈉為0.03mol/L,檸檬酸三鈉濃度為0.02mol/L,碳纖維在活化液中反應時間為10min；

所述主金屬鹽為雙金屬鹽，具體為金屬離子濃度比為(1～4)：(1～4)的鎳鹽和鈷鹽，或金屬離子濃度比為(1～4)：(1～4)的鎳鹽和亞鐵鹽；主金屬鹽總濃度為0.1mol/L；

所述還原劑為次亞磷酸鈉，還原劑濃度為0.02～0.05mol/L；

所述緩沖劑為檸檬酸三鈉。

2.根據權利要求1所述的金屬基碳纖維復合電極的制備方法，其特征在于，所述加熱反應溫度為60～90℃。

3.根據權利要求1所述的金屬基碳纖維復合電極的制備方法，其特征在于，所述電氧化具體包括：以3mol/L的氫氧化鉀為電解質，以金屬/碳纖維復合材料為工作電極，鉑絲為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，在-0.1～0.6V電壓條件下，以10mV/s的掃描速率條件電氧化循環200次，得到金屬基碳纖維復合電極。

4.一種根據權利要求1-3任一項所述的金屬基碳纖維復合電極的制備方法所制備的金屬基碳纖維復合電極。

5.一種根據權利要求4所述的金屬基碳纖維復合電極在超級電容器中的應用。

6.一種編織型超級電容器，其特征在于，以權利要求4所述的金屬基碳纖維復合電極作為緯線，織物纖維做經線，經機織工藝進行編織制得。

7.根據權利要求6所述的編織型超級電容器，其特征在于，所述織物纖維為羊毛、黃麻、黏膠、苧麻、蠶絲、棉、維綸、錦綸、腈綸、滌綸和丙綸中的一種；所述機織工藝為平紋組織、斜紋組織或緞紋組織。