聚苯胺/导电炭黑复合材料的制备以及自修复高电压超电器件的构筑制造技术

本发明专利技术公开了一种聚苯胺/导电炭黑复合材料的制备以及自修复高电压超电器件的构筑。本发明专利技术合成了一种具有特殊形貌的复合材料，这种形貌具有较好的容量和导电性，有效提高了电化学性能。本发明专利技术利用合成的复合材料与自修复聚合物制作了具有自修复功能的对称型和非对称型的超电器件。并用双凝胶电解质提高了器件的窗口，为解决聚苯胺超电器循环差和能量密度低的问题提出了解决方案。的问题提出了解决方案。的问题提出了解决方案。

Preparation of Polyaniline / conductive carbon black composites and construction of self repairing high voltage electrical components

【技术实现步骤摘要】
聚苯胺/导电炭黑复合材料的制备以及自修复高电压超电器件的构筑


[0001]本专利技术属于电化学储能领域，具体涉及一种聚苯胺/导电炭黑复合材料的制备以及自修复高电压超电器件的构筑。

技术介绍

[0002]随着能源消耗的快速增长和环境污染问题的日益严重，开发清洁、可持续的新能源成为当今社会发展的重要任务。在各种储能装置中，超级电容器(也称电化学电容器)具有比常规电容器更大的比能量，比蓄电池更高的比功率和出色的循环使用寿命，充电迅速、环保且维护成本低，近年来受到广泛重视，其中高性能电极材料是超级电容器的关键部分。
[0003]导电聚合物的出现为超级电容器电极材料的研究提供了新的思路。在诸多的导电聚合物中，聚苯胺由于制备简单、成本低廉、良好的氧化还原可逆性和较高的比容量，被广泛地关注。但是聚苯胺作为超电材料并不完美，其缺点是：(1)在充放电过程中，聚苯胺分子链由于离子的传输导致的收缩/膨胀而使得聚苯胺分子微观利于储能的结构遭到很大的破坏，然后离子在聚苯胺分子的传输能力越来越差，其循环稳定性差。(2)聚苯胺器件的工作窗口较窄，从而导致能量密度相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.聚苯胺/导电炭黑复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：将钝化后的导电炭黑超声分散于去离子水中，将苯胺单体均匀分散于稀盐酸中，随后将导电炭黑与苯胺盐酸溶液搅拌混合，备用，标记为溶液a；步骤2：称取一定量的过硫酸铵并将其溶解在稀盐酸中，标记为溶液b；步骤3：将溶液a剧烈搅拌并将溶液b一次性加入其中，搅拌一段时间后辅以低温超声合成，随后将反应液转入恒温箱中静置反应一段时间；步骤4：收集反应所得产物，用乙醇和去离子水混合液离心清洗多次，最终得到目标产物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：导电炭黑与苯胺单体的质量比为15:85；苯胺单体摩尔量与过硫酸铵的摩尔量之比为1:1。步骤3中，低温超声的温度控制在0
‑
5℃，时间为30
‑
60min；恒温箱的温度控制在0
‑
5℃，静置反应时间为180
‑
210min。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的制备方法获得的聚苯胺/导电炭黑复合材料的应用，其特征在于：以所述聚苯胺/导电炭黑复合材料制作具有自修复功能的对称型超电器件；具体是以PANI/SP作为活性物质，PBI与自修复聚合物作为粘结剂，SP作为导电剂，制作电极；使用PBI膜作为隔膜，磷酸作为电解液；两片电极以及隔膜以三明治结构堆叠在一起，涂有电极材料的部分中间以PBI膜覆盖，组装成对称器件，器件所用电解液为：6M H3PO4。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述自修复聚合物是通过如下方法制备获得：首先将二聚酸和二乙烯三胺在160℃下混合，在氩气保护下搅拌24h；随后然后将产物溶解在氯仿中，然后用去离子水和甲醇洗涤，得到SHP前驱体；最后将前驱体溶液与尿素在135℃下搅拌40min，得到自修复聚合物。5.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的制备方法获得的聚苯胺/导电炭黑复合材料的应用，其特征在于：以所述聚苯胺/导电炭黑复合材料制作具有自修复功能的非对称型超电器件；具体是以PANI/SP作为正极，AC作为负极，PBI与自修复聚合物作为粘结剂，SP作为导电剂，制作电极；使用PBI膜作为隔膜，磷酸作为电解液；两片电极以及隔膜以...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫健，余少伟，汪震，吴玉程，刘家琴，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：