【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超级电容器，涉及一种纺织基柔性超级电容器的制备方法。
技术介绍
1、柔性超级电容器相比于传统储能设备具有优良的柔韧性、较高的功率密度和能量密度、能快速充放电、耐机械疲劳、循环稳定性好等优点，在新型能源及可穿戴电子领域得到广泛应用。纺织基电容器能够通过织物组织结构的形变实现良好的柔韧性能，在可穿戴系统中具有明显的优势。纺织基电极材料决定着电容器的性能，是制备超级电容器的关键和研究热点。纺织基柔性电极具有柔软、透气、可贴合任意形状物体的性能，使其成为柔性电容器的理想电极材料。纺织基电极材料往往具备高的导电性、大的比表面积以及优异的机械性能，然而在纺织品表面构建多级纳米层级的导电结构，并保证各结构之间的导电性，以及应力作用下导电涂层的结构稳定性，仍是亟需解决的问题。
2、将高效的活性材料通过适当的方法集成至纺织品上是制备柔性电极材料常用的方法。碳材料作为双电层电极材料，具有优异的化学稳定性、良好的导电性、高的比表面积，常被用来作为电极材料。但是制得的电极材料中碳材料与纺织品之间的结合力不牢，在折叠、弯曲等机械变形时容易脱落或剥离，影响电极材料的电化学稳定性能，因此提升碳材料与纺织品之间的结合牢度，避免碳材料在应变过程中的剥离或脱落是重要的研究课题。
3、公开号为cn104485234a、公开日为2015年4月1日的中国专利公开了一种基于纺织纤维和电沉积聚吡咯制备柔性超级电容器的方法，将碳纳米管和聚吡咯依次附着在纺织纤维上，所制备的超级电容器具有较高的电容量和良好的柔性。该方法操作简单，但是碳纳米管
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种纺织基柔性超级电容器的制备方法，使用该方法制备的柔性多孔电极材料具有高导电性，活性物质负载均匀，且电极表面涂层的粘附能力强、不易脱落。
2、本专利技术所采用的技术方案是，纺织基柔性超级电容器的制备方法，具体按照以下步骤实施：
3、步骤1、将涤纶纺织品浸渍于聚乙烯亚胺溶液中，静置后取出烘干，制得表面显正电性的纺织品；
4、步骤2、将步骤1制备的纺织品浸渍于炭黑悬浮液中，静置后取出烘干，完成炭黑的单层静电自组装，得到炭黑/涤纶导电材料；
5、步骤3、将步骤2制备的炭黑/涤纶导电材料浸渍于吡咯溶液中进行低温聚合反应，在炭黑涂层上形成聚吡咯涂层，制得聚吡咯/炭黑/涤纶导电材料；
6、步骤4、重复步骤1、2和3，在纺织品表面制备多层炭黑/聚吡咯涂层，制得多层结构的聚吡咯/炭黑/涤纶电极；
7、步骤5、利用步骤4得到的聚吡咯/炭黑/涤纶电极制备柔性超级电容器。
8、本专利技术的特点还在于：
9、步骤1中，聚乙烯亚胺的分子量为70000，浓度为0.5～1.0mg/ml。
10、步骤2中的静电自组装工艺具体为：
11、将步骤1制备的纺织品浸渍于炭黑悬浮液中5min，取出后置于60℃烘箱中干燥1～2h。
12、步骤2中炭黑悬浮液的分散剂为无水乙醇，浓度为1～2mg/ml。
13、步骤3具体为：
14、将吡咯单体和对甲苯磺酸溶解到去离子水中，0-5℃冰水浴下磁力搅拌25～30min，制得吡咯单体溶液；再将fecl3·6h2o溶解于去离子水中，制得氧化剂；将炭黑/涤纶导电材料浸渍到吡咯单体溶液中，同时将氧化剂逐滴加入吡咯单体溶液中，低温聚合4～5h，取出织物电极并用去离子水反复冲洗，然后置于70℃真空烘箱中干燥12h，制得聚吡咯/炭黑/涤纶导电材料。
15、吡咯单体和对甲苯磺酸的摩尔比为1：0.9～2.17，吡咯单体浓度为0.05～0.12mol/l。
16、氧化剂中fecl3·6h2o的浓度为0.05～0.13mol/l。
17、步骤5具体为：
18、将步骤4制得的聚吡咯/炭黑/涤纶电极裁剪成1cm×3cm的小块，取两块用1mol/lna2so4溶液润湿，将同样大小的聚乙烯醇固态电解质固定在两片织物电极之间，铜箔作为集流体，组装成电容器，最后用pet膜封装电容器，制得纺织基柔性超级电容器。
19、本专利技术的有益效果是：
20、(1)本专利技术制备方法简单，易于操作：现有构筑纺织基导电涂层技术多需要繁琐的制备过程，微观结构调控技术苛刻，提升导电材料的比表面积往往需要昂贵的材料和先进的设备；与其相比，本专利技术方法以纺织品作为电极的基底材料，能够有效提升导电涂层的比表面积，并且纺织材料还具有良好的机械性能及柔韧性，基底材料价格低廉，微结构丰富，无需昂贵的设备，有效节约成本；
21、(2)本专利技术方法使用聚乙烯亚胺对纺织品进行预处理，使其表面带正电荷，进行炭黑附着时，带负电荷的炭黑与聚乙烯亚胺间的静电作用力能够有效增强炭黑在材料表面的粘附力，使得导电材料在拉伸、折叠、弯曲等形变后，没有出现炭黑涂层脱落的现象；此外，炭黑-聚吡咯多层导电涂层复合结构有效避免了纳米颗粒与柔性基底之间因刚度不匹配而产生的剥离、脱落问题，也增强了导电涂层与纺织基底的粘合牢度，为柔性多孔电极材料的制备提供了一种可靠的方法；
22、(3)导电聚合物(比如聚吡咯)大多在材料表面形成膜结构，不利于电解液的浸润及离子传递，本专利技术方法将炭黑与聚吡咯涂层交叠设置，增大了导电涂层表面的孔隙密度，也提高了涂层导电性。亲水型的聚乙烯亚胺离子也能充分吸附电解液，从而增强柔性多孔电极材料对电解液的浸润性能，提高涂层亲水性。另一方面，纺织基材料高的比表面积也是提升电极材料浸润性能的关键，以实现柔性多孔电极材料良好的电化学性能和电容性能；
23、(4)本专利技术方法制备过程简单，适用性强，柔性多孔电极可用于超级电容器的制备，并展现出稳定的充放电性能及优良的电容保持率，适于制备可穿戴式的电容型传感器。
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1.纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤1中，聚乙烯亚胺的分子量为70000，浓度为0.5～1.0mg/mL。
3.根据权利要求1所述的纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤2中的静电自组装工艺具体为：
4.根据权利要求1所述的纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤2中炭黑悬浮液的分散剂为无水乙醇，浓度为1～2mg/mL。
5.根据权利要求1所述的纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤3具体为：
6.根据权利要求5所述的纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，所述吡咯单体和对甲苯磺酸的摩尔比为1：0.9～2.17，吡咯单体浓度为0.05～0.12mol/L。
7.根据权利要求5所述的纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，所述氧化剂中FeCl3·6H2O的浓度为0.05～0.13mol/L。
8.根据权利要求1所述的纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤1中，聚乙烯亚胺的分子量为70000，浓度为0.5～1.0mg/ml。
3.根据权利要求1所述的纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤2中的静电自组装工艺具体为：
4.根据权利要求1所述的纺织基柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤2中炭黑悬浮液的分散剂为无水乙醇，浓度为1～2mg/ml。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁亚茹，张豪杰，刘让同，赵一凡，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：
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