【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电容器，尤其涉及一种水泥基超级电容器及其制备方法。
技术介绍
1、水泥基电池是将硬化后的水泥浆体作为固态电解质，结合传统电池技术设计而成的一种新型电化学能源应用技术。作为一种新型的电池供能装置，水泥基电池的性能主要取决于水泥基内离子传输性能。普通水泥基电池利用水泥中的孔隙液作为电解质，不仅可以避免电解液泄露带来的环境污染，而且电解液包含在凝固的水泥中，意味着水泥基电池装置不需要额外的容器进行包装。水泥基电池供能装置主要可以分为两种类型：层状结构类型和浸没结构类型。在层状水泥基电池装置中，阳极、阴极和电解质材料均以水泥为基础，即它们都将水泥作为连续基体进行水泥基器件的设计。在浸没式结构型水泥基电池装置中，将硬化后的水泥浆作为电解质，类似于具有基体且无胶结材料的传统电化学装置。这种与混凝土结构结合的电池装置不仅可以优化空间，而且可以给混凝土建筑提供能源需求，最终实现混凝土结构的“智能化”。尽管目前水泥基电池的性能远远低于传统的电池装置，但混凝土建筑结构拥有巨大的体积和较低的应用成本，这使得以水泥基电池体系装置至少能够存储用于结构监控和路灯等内置传感器供电的能量，而无需依赖外部电源。
2、burstein和speckert是第一个将水泥设计为一次性电池并研究其性能的人。该水泥基电容器采用铝棒作为阳极，钢筋作为阴极，水泥浆的孔洞溶液作为电解质组成，其设计的目的是在氧气极低的深海油井和管道中提供储能系统。该水泥基电池每单位面积可提供0.1μw/cm2的输出功率，0.25μa/cm2的小电流密度，最大电压为0.6v
3、因此，基于水泥浆体内水系、高碱的环境特征，选择合适的电化学储能体系进行研究对实现水泥基高效储能至关重要。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种水泥基超级电容器及其制备方法，以此来解决现有水泥基电容器电化学性能不足的问题。
2、本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
3、本专利技术的第一方面，提供一种水泥基超级电容器，所述水泥基超级电容器包括水泥基基体和设置在所述水泥基基体内的电极，所述水泥基基体为掺杂氢氧化钾的地聚物胶凝材料。
4、优选的，所述氢氧化钾在所述水泥基基体中的掺量为0wt％～15wt％。
5、优选的，所述电极为活化碳纤维电极。
6、优选的，所述活化碳纤维电极的制备，包括如下步骤：将碳纤维材料作为工作电极，在由硫酸钠和氢氧化钙组成的混合溶液中，对所述碳纤维材料进行电化学处理，得到所述活化碳纤维电极。
7、优选的，所述电化学处理的电压为1.5v～3v，电化学处理的时间为100～2000s。
8、优选的，所述碳纤维材料选自碳纤维束、碳纤维网格和碳纤维布中的一种。
9、优选的，所述电极设置为两个，两个所述电极设置在所述水泥基基体的同一面，两个所述电极之间的距离为0.5～2cm。
10、本专利技术的第二方面，提供一种上述的水泥基超级电容器的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
11、提供地聚物胶凝材料净浆；
12、向所述地聚物胶凝材料净浆中加入氢氧化钾，依次进行养护、固化，得到水泥基基体；
13、在所述水泥基基体上设置电极，得到所述水泥基超级电容器。
14、有益效果：
15、本专利技术公开了一种水泥基超级电容器及其制备方法，本专利技术选择掺杂氢氧化钾的地聚物胶凝材料作为水泥基超级电容器的基体材料，这是由于地聚物胶凝材料具有优于普通水泥的离子导电性，部分离子可以在水泥基基体内传导；而氢氧化钾不仅增加了水泥基基体内的离子含量，提高水泥基基体的离子导电性，同时具有吸水的作用，增加了地聚物胶凝材料浆体的流动性，进而提高水泥基基体与电极材料的兼容性。所以，本专利技术的水泥基超级电容器具有较高的电化学性能。
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1.一种水泥基超级电容器，所述水泥基超级电容器包括水泥基基体和设置在所述水泥基基体内的电极，其特征在于，所述水泥基基体为掺杂氢氧化钾的地聚物胶凝材料。
2.根据权利要求1所述的水泥基超级电容器，其特征在于，所述氢氧化钾在所述水泥基基体中的掺量为0wt％～15wt％。
3.根据权利要求1所述的水泥基超级电容器，其特征在于，所述电极为活化碳纤维电极。
4.根据权利要求3所述的水泥基超级电容器，其特征在于，所述活化碳纤维电极的制备，包括如下步骤：将碳纤维材料作为工作电极，在由硫酸钠和氢氧化钙组成的混合溶液中，对所述碳纤维材料进行电化学处理，得到所述活化碳纤维电极。
5.根据权利要求4所述的水泥基超级电容器，其特征在于，所述电化学处理的电压为1.5V～3V，电化学处理的时间为100～2000s。
6.根据权利要求4所述的水泥基超级电容器，其特征在于，所述碳纤维材料选自碳纤维束、碳纤维网格和碳纤维布中的一种。
7.根据权利要求1所述的水泥基超级电容器，其特征在于，所述电极设置为两个，两个所述电极设置在所述水泥基基体的同
8.一种权利要求1-7任一项所述的水泥基超级电容器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种水泥基超级电容器，所述水泥基超级电容器包括水泥基基体和设置在所述水泥基基体内的电极，其特征在于，所述水泥基基体为掺杂氢氧化钾的地聚物胶凝材料。
2.根据权利要求1所述的水泥基超级电容器，其特征在于，所述氢氧化钾在所述水泥基基体中的掺量为0wt％～15wt％。
3.根据权利要求1所述的水泥基超级电容器，其特征在于，所述电极为活化碳纤维电极。
4.根据权利要求3所述的水泥基超级电容器，其特征在于，所述活化碳纤维电极的制备，包括如下步骤：将碳纤维材料作为工作电极，在由硫酸钠和氢氧化钙组成的混合溶液中，对所述碳纤维材料进行电化学处理，得...
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