一种超级电容器电极材料及超级电容器的制备方法，属于超级电容器领域。该超级电容器包括正负极、设置在正负极之间的聚合物电解质薄膜、固体电解质，所述的正负极材料是富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料，所述的聚合物薄膜是聚丙烯薄膜，所述的固体电解质是硫酸分散在聚乙烯醇中得到的。本发明专利技术还提供了一种超级电容器的制作方法。本发明专利技术得到了一种具有高的质量比电容的电容器，其质量比电容可以达到527F/g。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超级电容器，具体说来涉及一种超级电容器材料及其制备方法。
技术介绍
超级电容器也叫电化学电容器，是一种介于二次电池和常规电容器之间的储能器件。它兼有功率密度大和能量密度大的优点，同时具有充放电效率高、工作温度范围宽等特点，因此被广泛应用于通讯系统、数据存储系统、计算机、新能源汽车等方面。按照储能机制，超级电容器可以分为法拉第型电容器和双电层电容器两种，在超级电容器中，电极材料是关键，它决定了整个器件的性能指标。常用的电极材料有金属氧化物、导电聚合物和多孔碳材料。在导电聚合物中，聚苯胺具有原料易得、合成方便、理论电容值高、循环寿命长、能够快速进行氧化还原反应的特点，同时，富勒烯纳米纤维具有可循环使用、绿色无毒、化学稳定性高、使用温度范围宽等优点，可以用来与聚苯胺复合增强其稳定性，提高电容器的性能。因此，其研究具有巨大的意义。
技术实现思路
本专利技术利用富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料作为电极材料制作超级电容器，旨在提高现有超级电容器比电容低、循环稳定性差的缺点。本专利技术所述以富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料作为电极材料制作超级电容器包括如下步骤：1)采用液-液界面析出法制备富勒烯纳米纤维的悬浮液，此处所述富勒烯为C60、C70、C60/C70混合物及其衍生物。2)采用化学氧化法制备本征态聚苯胺(polyanilineemeraldinebase,PANI-EB)并将其溶于良溶剂中得到聚苯胺的饱和溶液；此处所述的本征态聚苯胺的结构如式Ⅰ所示。式Ⅰ中，n为1～500。步骤2)中所述的富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料中富勒烯纳米纤维和聚苯胺的质量比为(30～42)：50。3)将上述步骤1)制备的悬浮液加入上述步骤2)制备的聚苯胺溶液中，静置培养得到富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料；4)将富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料、炭黑和粘合剂以(10～90)：(80～5)：(10～5)质量比混匀后加入一定量的N-甲基吡咯烷酮后研磨，转移到洗净的不锈钢网上，在一定温度和压力的条件下放置一段时间得到超级电容器电极；5)将两个超级电容器电极中间放置聚丙烯电解质隔膜，在隔膜和电极之间加入硫酸和PVA的凝胶电解质并在导电隔膜上涂上导电胶，引出导线并用密封胶密封，得到超级电容器。步骤4)中所述的反应温度为35-100℃，压力为1-20MPa。步骤4)中所述的粘合剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。步骤5)中所述的电解质为硫酸/聚乙烯醇的酸性凝胶电解质。附图说明图1C60富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料的扫描电子显微镜照片；图2本专利技术实施例1制备的超级电容器在不同扫描速率下的循环伏安曲线。具体实施方式本专利技术用下列实施例来进一步说明本专利技术的技术特征，但本专利技术的保护范围并非局限于下列实施例。实施例1：1.称取42mg富勒烯C60粉末，研磨后溶解于15mL甲苯中，冰浴条件下超声10min；过滤上述溶液后向其中加入15ml异丙醇，放入恒温培养箱中4℃恒温里培养24h，制备C60富勒烯纳米纤维悬浮液，其长度约为10-20μm；2.量取3.64ml苯胺(An)加入到的200mL浓度为1mol/L的HCl中混合搅拌；再向上述溶液中加入2.3g过硫酸铵(APS)，搅拌1min后，放入冰箱控温为-12℃条件下冷藏12h，抽滤后加入45mL浓度为1.74mol/L氨水浸泡30min，干燥得本征态聚苯胺(PANI-EB)粉末，研磨待用；3.取PANI-EB粉末溶于N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)中，超声5min，过滤得PANI-EB/NMP溶液，取PANI-EB/NMP溶液加入到步骤1)制备的C60富勒烯纳米纤维悬浮液中，冰浴条件下超声30min，放入冰箱中4℃冷藏48h得到C60富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料的悬浊液；4.取上述含有C60富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料的悬浊液20mL加入100mL乙醇后过滤。后取出沉淀得到具有特殊波纹状形貌的C60富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料，其SEM照片如图1所示；5.取上述C60富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料7.5mg置于研钵中，加入1.5mg炭黑和1mg聚偏氟乙烯。后加入20μLN-甲基吡咯烷酮，研磨均匀后转移到干净的不锈钢网上得到超级电容器的电极；6.将两个超级电容器电极中间放置聚丙烯电解质隔膜，在隔膜和电极之间加入硫酸/聚乙烯醇的凝胶，并在导电隔膜上涂上导电胶，引出导线并用密封胶密封，得到超级电容器。实施例2：本实施例与实施例1相同，不同之处在于所使用的富勒烯纳米纤维是由C70(C70纯度为98-99.9％)、C60/C70混合物或其衍生物(如C60[C(OOC2H5)2])或高碳数富勒烯(如C82、C84、C100、C110……C540)组成。实施例3：本实施例与实施例1相同，不同之处在于制作电极的时候用的粘合剂为聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。实施例4：本实施例与实施例1相同，不同之处在于制作电极的时候用的集流体为泡沫镍。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超级电容器的制备方法，具体是按照以下步骤制备的：1)将富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料、炭黑和粘合剂以(10～90)：(80～5)：(10～5)质量比混匀后加入一定量的N‑甲基吡咯烷酮后研磨，转移到洗净的不锈钢网上，在反应温度35‑100℃，压力为1‑20MPa的条件下放置一段时间得到超级电容器电极；2)将两个超级电容器电极中间放置聚丙烯隔膜，在隔膜和电极之间加入酸性凝胶电解质，并在导电隔膜上涂上导电胶，引出导线并用密封胶密封，得到超级电容器。
【技术特征摘要】
1.一种超级电容器的制备方法，具体是按照以下步骤制备的：
1)将富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料、炭黑和粘合剂以(10～90)：(80～5)：(10～5)质量比混匀后加入一定量的N-甲基吡咯烷酮后研磨，转移到洗净的不锈钢网上，在反应温度35-100℃，压力为1-20MPa的条件下放置一段时间得到超级电容器电极；
2)将两个超级电容器电极中间放置聚丙烯隔膜，在隔膜和电极之间加入酸性凝胶电解质，并在导电隔膜上涂上导电胶，引出导线并用密封胶密封，得到超级电容器。
2.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于所述的聚苯胺为化学氧化法制备的本征态聚苯胺(polyanilineemeraldinebase,PANI-EB)，其结构如式Ⅰ所示，
式Ⅰ...
【专利技术属性】
技术研发人员：朴光哲，王海滨，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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