The invention relates to a fabrication method of graphene micro-supercapacitor coated with nitrogen-doped pyrolytic carbon. The graphene oxide solution is injected into the extruding device, and the three-dimensional micro-electrode is obtained by three-dimensional molding. After pyrrole treatment, freeze-drying and annealing reduction, the micro-supercapacitor is obtained, and oxygen is used for fabrication. Graphene and deionized water are evenly mixed at 1:15, 1:20 and mass. The invention has the advantages of simple manufacturing process, high manufacturing precision, suitable for large-scale production, high mechanical stability, light weight, high specific capacity and excellent cycling performance, and has a good application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种基于氮掺杂热解碳包覆的石墨烯微型超级电容器制作方法
本专利技术涉及纳米材料与增材制造工艺的交叉
,具体涉及一种基于氮掺杂热解碳包覆的石墨烯微型超级电容器制作方法。
技术介绍
超级电容器是20世纪七八十年代发展起来的一种介于电池和传统电容器之间的新型储能器件,具有法拉级的超大容量,比同体积的电解电容器容量高2000-6000倍,功率密度比电池高10-100倍,同时具有长循环寿命,被认为是一种高效、实用的新型清洁能源,目前作为备用电源,广泛应用于照相机、录像机、移动电话、计算机和其它电子产品中。作为一种小尺寸的超级电容器,微型超级电容器不仅拥有超级电容器功率密度高、循环稳定性高的优点,还避免了常规超级电容器需要隔膜以隔离两电极接触的弊端。微型超级电容器可通过有效设计以缩短电解质离子的输运时间,从而可提高充放电速度。目前的研究结果表明,微型超级电容器可实现比电池高10倍的功率密度和常规电容器10-100倍的能量密度,在微纳器件和系统中正发挥着日益重要的作用。根据储能机理的不同,超级电容器一般可分为双电层超级电容器和赝电容超级电容器。双电层电容的产生主要是基于电极/电解液界面上的静电吸附,如碳电极电容器;赝电容的产生是基于电活性离子在贵金属电极表面发生的欠电位沉积,或在贵金属氧化物电极表面发生氧化还原反应而产生的吸附电容。目前超级电容器的研究始终以提升其储能容量,尤其是能量密度为主,并且在保证其容量的前提下有效减轻其质量,是目前需要解决的重要问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于氮掺杂热解碳包覆的石墨烯微型超级电容器制作方法,将配置好的氧化 ...
【技术保护点】
1.一种基于氮掺杂热解碳包覆的石墨烯微型超级电容器制作方法,其特征在于,将配置好的氧化石墨烯溶液注入到挤料装置中,通过三维成型得到三维微电极,经过吡咯处理、冷冻干燥并退火还原和氧气等离子体处理后,得到微型超级电容器。
【技术特征摘要】
1.一种基于氮掺杂热解碳包覆的石墨烯微型超级电容器制作方法,其特征在于,将配置好的氧化石墨烯溶液注入到挤料装置中,通过三维成型得到三维微电极,经过吡咯处理、冷冻干燥并退火还原和氧气等离子体处理后,得到微型超级电容器。2.根据权利要求1所述的基于氮掺杂热解碳包覆的石墨烯微型超级电容器制作方法,其特征在于,包括如下具体步骤:1)用异丙醇、丙酮、乙醇和去离子水分别清洗耐高温玻璃基板;2)将氧化石墨烯和去离子水按质量比1:15-1:20混合,在室温下搅拌1-24h,得到搅拌均匀的氧化石墨烯溶液;3)利用氧气等离子体在100-200W功率下处理耐高温玻璃基板,处理时间为10-20min;4)将步骤2)的氧化石墨烯溶液注入到挤料装置中,挤出到经步骤3)处理后的耐高温玻璃基板上,通过三维成型得到三维微电极;5)将步骤4)的三维微电极浸润在吡咯溶液中处理24-48h;6)待步骤5)的三维微电极上氧化石墨烯溶液的水分挥发前,进行冷冻干燥处理,得到气凝胶叉指型微电极;7)对步骤6)所得的包覆有吡咯的气凝胶叉指型微电极进行退火还原处理,制得氮掺杂热解碳包覆的石墨烯气凝胶微电极;8)利用氧气等离子体处理步骤7)所得的微电极;9)在步骤8)的石墨烯微电极上涂上H2SO4/PVA凝胶电解质,制得基于石墨烯的气凝胶微型超级电容器。3.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员:何亮,郭名浩,麦立强,陈一鸣,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。