科创中国
一种纸纤维基柔性超级电容器复合电极材料的制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-11-16 09:02:46
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 郝建平 | 2022-11-16 16:38:54
本发明涉及一种纸纤维基柔性超级电容器复合电极材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)以氧化石墨烯、纸纤维为原料制备石墨烯包覆碳纤维，将石墨烯包覆碳纤维分散于水中，制得石墨烯包覆碳纤维分散液；(2)向步骤(1)制备的石墨烯包覆碳纤维分散液中加入聚苯胺溶液，聚苯胺溶液的质量:氧化石墨烯的质量＝1:1～1:5，超声，制得聚苯胺溶液/石墨烯/纸纤维分散液，所述聚苯胺溶液/石墨烯/纸纤维分散液真空抽滤，洗涤，制得纸纤维基柔性超级电容器复合电极材料。本制备方法制备工艺简单；制备复合电极材料柔韧性好，比电容高，比传统单一的双电层电容和赝电容材料具备更高的储能优势和循环稳定性。
1.一种纸纤维基柔性超级电容器复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步 骤： ⑴将氧化石墨烯超声分散至水中，制得氧化石墨烯分散液；向所述氧化石墨烯分散液 中加入纸纤维，超声，加入还原剂，所述还原剂还原氧化石墨烯，制得石墨烯包覆纸纤维分 散液； (2)向步骤（1)制备的石墨烯包覆纸纤维分散液中加入聚苯胺溶液，聚苯胺溶液的质 量:氧化石墨烯的质量=1:1〜1:5，超声，制得聚苯胺溶液/石墨烯/纸纤维分散液，所述聚 苯胺溶液/石墨烯/纸纤维分散液真空抽滤，洗涤，制得纸纤维基柔性超级电容器复合电极 材料。
2.根据权利要求1所述的纸纤维基柔性超级电容器复合电极材料的制备方法，其特征 在于:所述氧化石墨烯分散液的浓度为0 • 1〜4mg/mL。
3. 根据权利要求2所述的纸纤维基柔性超级电容器复合电极材料的制备方法，其特征 在于:所述氧化石墨炼分散液的浓度为1〜3mg/mL。
随着可穿戴电子设备和电子器件的快速发展，对于其能量存储设备的轻量化、高 的功率密度、低成本和环境友好等性能的要求也越来越高。超级电容器作为一种新的电化 学能量存储设备，凭借其高的功率密度、能量密度和较长的使用周期等优异性能而备受关 注。在过去的十几年里，超级电容器的研宄朝着超薄、柔性、轻量化等方向发展，使其被认为 是智能手表、手机、平板电脑等便携式电子设备能源供应装置的最佳候选者。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
本发明通过超声分散和真空抽滤的方法，首先带负电的氧化石墨烯通过静电作用 在含有的大量亲水性官能团的纸纤维表面进行包覆，再通过还原氧化石墨烯得到导电的石 墨烯包覆层;再进一步与导电的聚苯胺溶液混合，形成导电通路，通过真空抽滤成膜，形成 3D网状的纸纤维复合电极材料--纸纤维基柔性超级电容器复合电极材料。该电极材料充 分利用双电层电容碳材料和赝电容导电聚合物材料的协同作用，优势互补，提高比电容，使 其具备更高的功率密度和能量密度。
技术合作
本实施例产物经扫描电镜分析聚苯胺溶液和石墨烯很好地包覆在纸纤维基表面 和空隙处。循环伏安曲线分析具有较高的比电容，恒流充放电分析具有很好的倍率性，阻抗 分析表明电荷传输电阻较低。以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的 思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明 的限制。
下载app