本发明专利技术提供了一种聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器的制备方法，包括按照电极/隔膜/电极的顺序依次叠加、卷绕，装入电容器壳体内的步骤；混合电解液的配制的步骤和混合电解液的注入与封装的步骤。本发明专利技术聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器的制备方法只需将季铵盐离子液体电解液、丙烯腈单体和引发剂按比例配置成混合溶液，并注入电容器壳体内，经封装后进行内聚合反应即可，该方法工艺简单，使得凝胶聚合物电解质与电极材料具有优异的相容性，有效增强了凝胶聚合物电解质与电极真实表面积的接触、降低内阻。该方法条件易控，成本低，安全性高，环境友好，可大规模推广应用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，包括按照电极/隔膜/电极的顺序依次叠加、卷绕，装入电容器壳体内的步骤；混合电解液的配制的步骤和混合电解液的注入与封装的步骤。本专利技术聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器的制备方法只需将季铵盐离子液体电解液、丙烯腈单体和引发剂按比例配置成混合溶液，并注入电容器壳体内，经封装后进行内聚合反应即可，该方法工艺简单，使得凝胶聚合物电解质与电极材料具有优异的相容性，有效增强了凝胶聚合物电解质与电极真实表面积的接触、降低内阻。该方法条件易控，成本低，安全性高，环境友好，可大规模推广应用。【专利说明】
本专利技术属于电容器
，具体涉及。
技术介绍
超级电容器又称电化学电容器，其具有快速充放电、寿命长、安全环保等特点，是近几十年随着材料科学的突破而出现的一类新型功率型储能元件，特别是其能满足高动力需求的能量储存，因而备受关注。超级电容器工作电解质分为水系电解液、有机电解液和聚合物电解质，聚合物电解质又分为固体聚合物电解质(SPE)和凝胶聚合物电解质(GPE)。聚合物电解质锂离子电池和聚合物电解质超级电容器因具有安全、无泄漏、漏电流小等优点而被研究者们所重视。固态聚合物电解质室温下电导率较低(10_5?10_4S/cm)，使用应用受到限制，因而凝胶聚合物电解质成为研究重点。目前聚合物电解质超级电容器的报道一般是先将凝胶聚合物电解质制成膜，然后与正、负极叠加组装成超级电容器。这种制备方法存在凝胶聚合物电解质与电极真实表面积接触性差、内阻较大的问题，且制膜工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术之缺陷，提供一种凝胶聚合物电解质与电极材料具有优异的相容性且工艺简单的聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器的制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下:，包括如下步骤:按照电极/隔膜/电极的顺序依次叠力口、卷绕，装入电容器壳体内；将0.5?2mol/L的季铵盐离子液体电解液、丙烯腈和引发剂按质量配比为(5?10):1: (0.002?0.02)混合，得混合溶液；将所述混合溶液注入到所述电容器壳体内，密封，置于60°C?80°C下内聚合反应12?48h，获得所述聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器。本专利技术聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器的制备方法只需将季铵盐离子液体电解液、丙烯腈单体和引发剂按比例配置成混合溶液，并注入电容器壳体内，经封装后进行内聚合反应即可，该方法工艺简单，使得凝胶聚合物电解质与电极材料具有优异的相容性，有效增强了凝胶聚合物电解质与电极真实表面积的接触、降低内阻，从而有效克服了现有技术中存在的不足。另外，该方法条件易控，成本低，安全性高，环境友好，可大规模推广应用。【专利附图】【附图说明】图1是专利技术实施例聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器的制备方法工艺流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种凝胶聚合物电解质与电极材料具有优异的相容性且工艺简单的聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器的制备方法。该方法工艺流程如图1所示，其包括如下步骤:SOl:按照电极/隔膜/电极的顺序依次叠加、卷绕，装入电容器壳体内；S02:混合电解液的配制:将0.5~2mol/L的季铵盐离子液体电解液、丙烯腈和引发剂按质量配比为(5~10):1: (0.002~0.02)混合，得混合溶液；S03:混合电解液的注入与封装:将步骤S02配制的混合溶液注入到所述电容器壳体内，密封，置于60°C~80°C下内聚合反应12~48h，获得聚丙烯腈(PAN)基凝胶聚合物电解质电容器。具体地,上述步骤SOl中，隔膜优选但不仅仅为celgard隔膜,如型号为CelgardM825、Celgard 2325、Celgard 2320等本领域常用的该celgard系列的隔膜。电极优选为石墨烯电极，石墨烯电极的制备可采用下述方法:将石墨烯、导电剂和粘结剂按照质量比为(85~90): (3^7): (5~10)混合并配制成浆料，涂于电极基体表面，在真空干燥至恒重，并于10~15MPa压力下辊压制成厚度为100~200 μ m的石墨烯电极。其中，该石墨烯比表面积优选为200~1000m2/g,导电剂优选为乙炔黑或/和导电炭黑，粘结剂优选为PVDF，石墨烯、导电剂和粘结剂按照质量比优选为87:5:8。该方法制备的电极导电性高，并能与下文中的凝胶聚合物电解质之间具有优异的相容性。另外，在配制浆料时，优选将石墨烯、导电剂和粘结剂按该比例混合后，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，使石墨烯、导电剂和粘结剂均匀分散于该NMP中，以增加石墨烯涂层的均匀性。其中，NMP的加入的量和石墨烯的质量比为4:1~20:1。该步骤SOl中，电极/隔膜/电极的叠加、卷绕没有特别要求，按照本领域常规的叠加、卷绕方式即可。优选地，电极/隔膜/电极的叠加、卷绕在氮气或者惰性气体保护的环境中进行，如在充满氮气或者惰性气体的手套箱中进行。上述步骤S02中，季铵盐离子液体电解液、丙烯腈和引发剂按质量配比优选为(8 - 9):1:(0.008~0.012)。其中，季铵盐离子液体电解液的浓度优选为0.8~1.2mol/L，其优选为四氟酸盐离子液体电解液，如甲基三乙基胺四氟硼酸盐/乙腈(MeEt3NBF4/AN)、甲基三乙基胺四氟硼酸盐/碳酸丙烯酯(MeEt3NBF4/PC)、甲基三乙基胺四氟硼酸盐/乙腈+碳酸丙烯酯(MeEt3NBF4/AN+PC)、甲基三乙基胺四氟硼酸盐/ Y- 丁内酯(MeEt3NBF4/GBL)中的任意一种，当四氟酸盐离子液体电解液为MeEt3NBF4/AN+PC时，AN+PC的体积比为10:1~1:10，更优选为1:1 ;引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或者偶氮二异庚腈。该混合溶液中优选的配比以及配比组分能使得封装发生的内聚反应生成的凝胶电解液体系更加稳定，导电率更高，与电极材料的相容性更好，从而进一步降低内阻。上述步骤S03中，电容器的封装方式可以按照本领域常用的方式封装即可。其中，该电容器的封装优选在氮气或者惰性气体保护的环境中进行，如在充满氮气或者惰性气体的手套箱中进行。上述实施例聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器的制备方法只需将季铵盐离子液体电解液、丙烯腈单体和引发剂按比例配置成混合溶液，并注入电容器壳体内，经封装后进行内聚合反应即可，该方法工艺简单，使得凝胶聚合物电解质与电极材料具有优异的相容性，有效增强了凝胶聚合物电解质与电极真实表面积的接触、降低内阻，提高了电容器的比电容，具体的请参见下文表I中数据，从而有效克服了现有技术中存在的不足。另外，该方法条件易控，成本低，安全性高，环境友好，可大规模推广应用。以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述。实施例1一种PAN基凝胶聚合物电解质电容器的制备方法，其包括如下步骤:Sll:制备石墨烯电极:称取石墨烯(比表面积为1000m2/g)4.5g，乙炔黑0.25g、PVDF 0.25g，并加入NMP (40g)，充分搅拌使之成为混合均匀的浆料，然后将其刮涂于经乙醇清洗过的铝箔上，在0.0lMPa的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器的制备方法，包括如下步骤：按照电极/隔膜/电极的顺序依次叠加、卷绕，装入电容器壳体内；将0.5～2mol/L的季铵盐离子液体电解液、丙烯腈和引发剂按质量配比为(5～10):1:(0.002～0.02)混合，得混合溶液；将所述混合溶液注入到所述电容器壳体内，密封后置于60℃～80℃下进行聚合反应12～48h，获得所述聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质电容器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，刘大喜，王要兵，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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