一种聚苯胺/电容碳基复合材料的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术涉及一种聚苯胺/电容碳基复合材料的制备方法及其产品和应用，属于复合材料制备领域。本发明专利技术将碳材料、苯胺以及过氧化剂在酸溶液中进行反应，主要采用的是一步原位掺杂聚合的方式，其制备方法简单、常温、无需外加分散剂或表面活性剂，相较于现有技术大大缩短了流程及减少了成本。本发明专利技术制备的聚苯胺/电容碳基复合材料，结合了电容碳和聚苯胺的特性，可以作为超级电容的正极材料或负极材料，将聚苯胺在正电位酸性条件下使用的条件扩宽到可在负电位下(‑1‑0V)、碱性(KOH、NaOH、LiOH等)条件下使用，表现高容量(>350F/g)、好倍率特性和循环稳定性(在4A/g电流密度下材料循环8000圈容量保持率仍在80％以上)。

Preparation and application of Polyaniline / capacitor carbon matrix composites

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯胺/电容碳基复合材料的制备方法及其产品和应用
本专利技术属于复合材料制备领域，具体涉及一种聚苯胺/电容碳基复合材料的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
超级电容器是一种新型能源器件，性能介于传统电容器和电池之间，具有较高的功率、较宽的使用温度范围和长的循环寿命等优点。超级电容器逐渐展现了在各领域的巨大应用价值和市场潜力，如新能源汽车、电力储备、铁路运输、通讯、国防以及电子产品等，已得到广泛的应用。而作为限制超级电容器发展最为核心的电极材料的研发一直存在阻碍。现有的大部分超级电容器产品是基于双电层电容储电机理的活性碳材料，而由于碳材料的能量密度较低，导致在碳材料基础上的改性研究对材料的功率密度和能量密度的提升并不显著。聚苯胺是一种常见的导电高分子，原料易得且制备方法简单，在电极电化学电容器时基于氧化还原反应的赝电容储存电荷，具有较高的导电性和能量密度，但在氧化反应过程中离子的掺杂/去掺杂会引起材料的体积变化，从而引起电极表面的膨胀/收缩，进而导致电极表面开裂，引起电极材料的性能下降、循环寿命缩短、稳定性变差。<br>因此，将碳材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚苯胺/电容碳基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)将碳材料加入到醇-水溶液中均匀分散，在120～200℃下水热下反应5～240min，反应结束后降至常温，离心、烘干后得到复合碳基材料前体，所述碳材料为石墨烯、碳管或活性碳中的任意一种或几种；/n(2)将步骤(1)中所述复合碳基材料前体和苯胺依次加入酸溶液中超声搅拌分散，形成均匀分散的混合酸溶液；/n(3)将过氧化剂溶入酸溶液中搅拌均匀，得到过氧化剂酸溶液；/n(4)室温下，将步骤(3)中所述过氧化剂酸溶液快速倒入搅拌中的所述混合酸溶液中，并搅拌进行聚合反应；/n(5)反应结束后得到混合液，依次进行离心、洗涤...

【技术特征摘要】
1.一种聚苯胺/电容碳基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将碳材料加入到醇-水溶液中均匀分散，在120～200℃下水热下反应5～240min，反应结束后降至常温，离心、烘干后得到复合碳基材料前体，所述碳材料为石墨烯、碳管或活性碳中的任意一种或几种；
(2)将步骤(1)中所述复合碳基材料前体和苯胺依次加入酸溶液中超声搅拌分散，形成均匀分散的混合酸溶液；
(3)将过氧化剂溶入酸溶液中搅拌均匀，得到过氧化剂酸溶液；
(4)室温下，将步骤(3)中所述过氧化剂酸溶液快速倒入搅拌中的所述混合酸溶液中，并搅拌进行聚合反应；
(5)反应结束后得到混合液，依次进行离心、洗涤、烘干，得到聚苯胺/电容碳复合材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碳材料与醇-水溶液的质量体积比为0.1:1～30:1，g:L，所述醇-水溶液中醇与水的体积比为1:10～8:1，所述醇为乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇或甘油中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述碳基材料前体与苯胺的质量比为1:0.1～1:100，所述苯胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振湖，刘双翼，刘瑶，曲超，
申请(专利权)人：重庆中科超容科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50