CN107068413B - 超级电容器及其制备方法 - Google Patents
超级电容器及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107068413B CN107068413B CN201710259983.4A CN201710259983A CN107068413B CN 107068413 B CN107068413 B CN 107068413B CN 201710259983 A CN201710259983 A CN 201710259983A CN 107068413 B CN107068413 B CN 107068413B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gel electrolyte
- mixed solution
- electrode
- diaphragm
- supercapacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 11
- SIXOAUAWLZKQKX-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;prop-1-ene Chemical compound CC=C.OC(O)=O SIXOAUAWLZKQKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 10
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 7
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 3
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 37
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 5
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 4
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical group O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229960002796 polystyrene sulfonate Drugs 0.000 description 2
- 239000011970 polystyrene sulfonate Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 2
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
- H01G11/36—Nanostructures, e.g. nanofibres, nanotubes or fullerenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本申请提供了一种超级电容器及其制备方法，包括柔性基底，凝胶电解质，隔膜和两个电极膜；所述两个电极膜形成于所述柔性基底，分别位于所述隔膜两侧并相对设置；所述凝胶电解质形成于电极膜并位于电极膜与隔膜之间；所述电极膜是由包括碳纳米管和导电聚合物的电极混合溶液形成，所述凝胶电解质是由凝胶电解质混合溶液形成。实现了超级电容器的快速大面积制备。
Description
技术领域
本申请涉及半导体器件领域，尤其涉及一种超级电容器及其制备方法。
背景技术
超级电容器又叫双电层电容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。
目前在制备超级电容器的电极时，通常使用真空抽滤法在基底上成膜的方式制备电极层，或者，采用喷墨打印的方式在基底上形成电极层。采用真空抽滤法不能在柔性材料的基底上制备电极层，而喷墨打印的方式虽然能够在柔性材料的基底上制备电极层，但是所使用的墨水的配置过程繁琐，制备时间较长，难以快速大面积的制备电极层。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种超级电容器及其制备方法，用以解决现有技术在制备超级电容器时难以在柔性基底上快速大面积的制备电极层的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种超级电容器，包括柔性基底，凝胶电解质，隔膜和两个电极膜；所述两个电极膜形成于所述柔性基底，分别位于所述隔膜两侧并相对设置；所述凝胶电解质形成于电极膜并位于电极膜与隔膜之间；所述电极膜是由包括碳纳米管和导电聚合物的电极混合溶液形成，所述凝胶电解质是由凝胶电解质混合溶液形成。
优选的，所述导电聚合物是PEDOT：PSS。
所述凝胶电解质混合溶液包括聚甲基丙烯酸甲酯、高氯酸锂、碳酸丙烯酯和乙腈。
所述柔性基底是塑料薄膜，材料为PET、PEN和PI中的任意一种。
所述隔膜是具有电绝缘性能的隔膜纸或者隔膜塑料；所述隔膜纸是高压绝缘纸、低压绝缘纸、电缆纸和电容器纸中的任意一种，所述隔膜塑料的材料是聚乙烯或者聚丙烯。
根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种超级电容器的制备方法，所述方法包括：制备凝胶电解质混合溶液和包括碳纳米管及导电聚合物的电极混合溶液；在柔性基底表面刮涂所述电极混合溶液，形成电极膜；在所述电极膜的表面刮涂所述凝胶电解质混合溶液，形成凝胶电解质；将两片已刮涂凝胶电解质的电极膜相对的贴附在隔膜两侧。
优选的，所述制备包括碳纳米管及导电聚合物的电极混合溶液包括：量取9mlPEDOT：PSS水性分散液放置于玻璃容器；量取6ml碳纳米管水性分散液，加入到所述PEDOT：PSS水性分散液中并充分搅拌。
所述碳纳米管水性分散液中碳纳米管的浓度为10％。
所述制备凝胶电解质混合溶液包括：向含有8g碳酸丙烯酯和14g乙腈的混合溶液中加入2g高氯酸锂并充分搅拌；再加入3g聚甲基丙烯酸甲酯，在90℃的条件下搅拌过夜，得到所述凝胶电解质混合溶液。
在柔性基底表面刮涂所述电极混合溶液，形成电极膜包括：以聚酰亚胺膜为柔性基体，在其表面刮涂三次所述电极混合溶液形成所述电极膜。
本申请实施例的有益效果包括：本申请实施例提供的超级电容器以及制备方法，以柔性材料为基底，刮涂包括碳纳米管和导电聚合物的电极混合溶液形成电极膜，再在电极膜表面刮涂凝胶电解质混合溶液形成凝胶电解质，实现了超级电容器的快速大面积制备。
附图说明
通过以下参照附图对本申请实施例的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本申请实施例提供的超级电容器的剖面示意图；
图2是本申请实施例提供的超级电容器的制备方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的超级电容器的制备方法的流程示意图；
图4是本申请实施例制备的超级电容器在不同扫描速率下的循环伏安曲线示意图；
图5是本申请实施例制备的超级电容器在不同电流下的恒流充放电曲线示意图；
图6是本申请实施例制备的超级电容器在弯曲和未弯曲的情况下的循环伏安曲线示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本申请进行描述，但是本申请并不仅仅限于这些实施例。在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。为了避免混淆本申请的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本申请实施例提供的是柔性超级电容器，在柔性基底表面通过刮涂方法刮涂含有碳纳米管和导电聚合物的电极混合溶液形成电极膜，再通过刮涂方法在电极膜表面刮涂凝胶电解质溶液形成凝胶电解质，从而实现快速的大面积制备的柔性超级电容器的目的。
图1是本申请实施例提供的超级电容器的剖面示意图。超级电容器包括柔性基底10，凝胶电解质11，隔膜12和电极膜13。柔性基底10除了作为制备该超级电容器的基底材料之外，还作为封装结构将凝胶电解质11，隔膜12和电极膜13封装在其内部。
电极膜13形成于柔性基底10，由具有电化学活性的电极混合溶液刮涂在柔性基底10上形成。电极混合溶液包括碳纳米管和导电聚合物。碳纳米管(carbon nanotubes，CNTs)具有良好的导电性能，理论上其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当CNTs的管径大于6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。导电聚合物是指导电高分子，即由具有共扼π键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一种高分子材料。
凝胶电解质11是有机体系的聚合物基电解质，形成于电极膜13，是通过在电极膜13表面刮涂凝胶电解质混合溶液而形成的。凝胶电解质11与有机溶剂电解液有相近的离子电导率，并且具有与电极材料间的反应活性低、质量轻、易成薄膜的特点。
隔膜12具有电绝缘性能。将两片已刮涂凝胶电解质11的电极膜13分别置于隔膜12的两侧并且相对设置，从而形成双电层的超级电容器。
本实施例提供的超级电容器的电极膜和凝胶电解质可通过刮涂的方式制成，便于快速的大面积制备柔性超级电容器。其中，刮涂制备电极膜的电极混合溶液中的导电聚合物优选为PEDOT：PSS(聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)。PEDOT:PSS(分子结构式见右边图片)是一种高分子聚合物的水溶液，导电率很高，可达到1000S/cm。PEDOT是EDOT(3，4-乙撑二氧噻吩单体)的聚合物，PSS是聚苯乙烯磺酸盐，这两种物质在一起提高了PEDOT的溶解性，可应用于有机发光二极管，有机太阳能电池，有机薄膜晶体管，超级电容器等的空穴传输层。电极混合溶液中还包括碳纳米管分散液，浓度优选为10％，使碳纳米管的分散性更好。
刮涂制备凝胶电解质的凝胶电解质溶液可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、高氯酸锂(LiClO4)、碳酸丙烯酯和乙腈。将高氯酸锂溶解于具有碳酸丙烯酯和乙腈的溶液中作为电解质，再加入PMMA使该溶液刮涂后具备较好的成膜性，以便于大面积成膜制备超级电容器的凝胶电解质。
柔性基底的材料可以是有机塑料薄膜，包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺(PI)等。其中，使用PEN作为柔性基底材料，具有更优异的阻隔性、防紫外线性和耐高温性，并且PEN在韧性、耐折皱性和耐温性等各方面性能相对更加均衡，可耐温121℃，因此更适合作为大面积制备的柔性超级电容器的基底材料使用。
隔膜可以是隔膜纸或者隔膜塑料；如果使用隔膜纸，可以是高压绝缘纸、低压绝缘纸、电缆纸和电容器纸中的任意一种，优选为电容器纸；如果使用隔膜塑料，可以是聚乙烯或者聚丙烯。
本申请实施例还提供了上述超级电容器的制备方法，如图2所示，该方法包括以下步骤。
S20，制备凝胶电解质混合溶液和包括碳纳米管及导电聚合物的电极混合溶液。
优选的，电极混合溶液中导电聚合物是PEDOT：PSS，导电率较高。凝胶电解质混合溶液包括聚甲基丙烯酸甲酯、高氯酸锂、碳酸丙烯酯和乙腈。
S21，在柔性基底表面刮涂电极混合溶液，形成电极膜。柔性基底优选为塑料薄膜，材料为PET、PEN和PI中的任意一种。
S22，在电极膜的表面刮涂凝胶电解质混合溶液，形成凝胶电解质。
S23，将两片已刮涂凝胶电解质的电极膜相对的贴附在隔膜两侧。隔膜优选为电容器纸。
本实施例中提供的超级电容器制备方法，使用刮涂工艺制备电极膜和凝胶电解质，更加便于快速的大面积制备柔性超级电容器。
下面通过一个例子对具体工艺步骤进行详细说明，如图3所示。
S30，量取9ml PEDOT：PSS水性分散液放置于玻璃容器。可通过移液枪量取，该玻璃容器可以是容量为20ml的玻璃杯。
S31，量取6ml碳纳米管水性分散液，加入到PEDOT：PSS水性分散液中并充分搅拌。在室温条件下搅拌时长应持续两小时以上，以达到充分搅拌的目的。碳纳米管水性分散液中碳纳米管的优选为10％，使其分散性更好。
S32，向含有8g碳酸丙烯酯和14g乙腈的混合溶液中加入2g高氯酸锂并充分搅拌。在室温条件下搅拌时长应持续两小时以上，以达到充分搅拌的目的。
S33，再加入3g聚甲基丙烯酸甲酯，在90℃的条件下搅拌过夜，得到凝胶电解质混合溶液。
S34，以聚酰亚胺膜为基底，刮涂PEDOT：PSS和CNTs的混合溶液，得到电极膜。刮涂次数优选为3次，可以得到表面更平整的电极膜，并且得到电极膜方阻更小，能够小于10Ω/□。
S35，在电极膜的表面刮涂凝胶电解质混合溶液，形成凝胶电解质。
S36，将两片已刮涂凝胶电解质的电极膜相对的贴附在隔膜两侧。两片电极膜大小和尺寸相同，用已刮涂凝胶电解质的一面贴附在隔膜上并相对设置。
通过本申请实施例提供的制备方法得到的超级电容器，可将其两个电极端连接到电化学工作站，通过恒流充放电方法、循环伏安等方法测试其充放电性能。
超级电容器的循环伏安曲线如图4所示，扫描电位区间为0～1.5V，在低扫描速度时曲线表现出准矩形的形状，显示了典型的双电层电容行为，随着扫描速度增加出现了不同程度的极化。对该超级电容器进行不同电流下的恒电流充放电性能测试，结果如图5所示，扫描电位区间为0～1.5V，结果显示曲线表现出准对称三角型形状，表明了典型的双电层行为。对该超级电容器进行柔性性能的测试，结果如图6所示，图6为超级电容器在弯曲和未弯曲情况下的循环伏安曲线，扫描速率为25mV/s，扫描电位区间为0～1.5V；结果显示超级电容器在弯曲和未弯曲的情况下，循环伏安曲线基本重合，没有明显的变化，充分说明了本申请实施例制备的超级电容器具有良好的柔性。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域技术人员而言，本申请可以有各种改动和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种超级电容器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
制备凝胶电解质混合溶液和包括碳纳米管及导电聚合物的电极混合溶液；
在柔性基底表面刮涂所述电极混合溶液，形成电极膜；
在所述电极膜的表面刮涂所述凝胶电解质混合溶液，形成凝胶电解质；
将两片已刮涂凝胶电解质的电极膜相对的贴附在隔膜两侧；
其中，所述导电聚合物是PEDOT：PSS；刮涂制备凝胶电解质的凝胶电解质混合溶液包括聚甲基丙烯酸甲酯、高氯酸锂、碳酸丙烯酯和乙腈，将高氯酸锂溶解于具有碳酸丙烯酯和乙腈的溶液中作为电解质，再加入聚甲基丙烯酸甲酯获得凝胶电解质混合溶液；
其中，所述制备包括碳纳米管及导电聚合物的电极混合溶液包括：
量取9mlPEDOT：PSS水性分散液放置于玻璃容器；
量取6ml碳纳米管水性分散液，加入到所述PEDOT：PSS水性分散液中并充分搅拌。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管水性分散液中碳纳米管的浓度为10％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备凝胶电解质混合溶液包括：
向含有8g碳酸丙烯酯和14g乙腈的混合溶液中加入2g高氯酸锂并充分搅拌；
再加入3g聚甲基丙烯酸甲酯，在90℃的条件下搅拌过夜，得到所述凝胶电解质混合溶液。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在柔性基底表面刮涂所述电极混合溶液，形成电极膜包括：
以聚酰亚胺膜为柔性基体，在其表面刮涂三次所述电极混合溶液形成所述电极膜。
5.根据权利要求1所述的一种超级电容器的制备方法制备得到的一种超级电容器，其特征在于，包括柔性基底，凝胶电解质，隔膜和两个电极膜；所述两个电极膜形成于所述柔性基底，分别位于所述隔膜两侧并相对设置；所述凝胶电解质形成于电极膜并位于电极膜与隔膜之间；所述电极膜是由包括碳纳米管和导电聚合物的电极混合溶液形成，所述凝胶电解质是由凝胶电解质混合溶液形成。
6.根据权利要求5所述的超级电容器，其特征在于，所述导电聚合物是PEDOT：PSS。
7.根据权利要求5所述的超级电容器，其特征在于，所述凝胶电解质混合溶液包括聚甲基丙烯酸甲酯、高氯酸锂、碳酸丙烯酯和乙腈。
8.根据权利要求5所述的超级电容器，其特征在于，所述柔性基底是塑料薄膜，材料为PET、PEN和PI中的任意一种。
9.根据权利要求5所述的超级电容器，其特征在于，所述隔膜是具有电绝缘性能的隔膜纸或者隔膜塑料；所述隔膜纸是高压绝缘纸、低压绝缘纸、电缆纸和电容器纸中的任意一种，所述隔膜塑料的材料是聚乙烯或者聚丙烯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710259983.4A CN107068413B (zh) | 2017-04-20 | 2017-04-20 | 超级电容器及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710259983.4A CN107068413B (zh) | 2017-04-20 | 2017-04-20 | 超级电容器及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107068413A CN107068413A (zh) | 2017-08-18 |
| CN107068413B true CN107068413B (zh) | 2019-09-06 |
Family
ID=59599864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710259983.4A Active CN107068413B (zh) | 2017-04-20 | 2017-04-20 | 超级电容器及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107068413B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112909313A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-04 | 南开大学 | 一种柔性一体化水系储能器件大规模连续制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105280840A (zh) * | 2014-07-09 | 2016-01-27 | Tcl集团股份有限公司 | 一种柔性透明电极及其制备方法 |
| CN105304860A (zh) * | 2014-05-28 | 2016-02-03 | 福建省辉锐材料科技有限公司 | 一种制备石墨烯基底电极及电池和超级电容器的方法 |
| CN105548318A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-04 | 深圳大学 | 一种可穿戴电化学传感器电极及可穿戴电化学传感器 |
| CN106229159A (zh) * | 2016-09-05 | 2016-12-14 | 南方科技大学 | 柔性超级电容器及柔性超级电容器的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5699576B2 (ja) * | 2010-12-08 | 2015-04-15 | ソニー株式会社 | 積層型微多孔膜、電池用セパレータおよび非水電解質電池 |
-
2017
- 2017-04-20 CN CN201710259983.4A patent/CN107068413B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105304860A (zh) * | 2014-05-28 | 2016-02-03 | 福建省辉锐材料科技有限公司 | 一种制备石墨烯基底电极及电池和超级电容器的方法 |
| CN105280840A (zh) * | 2014-07-09 | 2016-01-27 | Tcl集团股份有限公司 | 一种柔性透明电极及其制备方法 |
| CN105548318A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-04 | 深圳大学 | 一种可穿戴电化学传感器电极及可穿戴电化学传感器 |
| CN106229159A (zh) * | 2016-09-05 | 2016-12-14 | 南方科技大学 | 柔性超级电容器及柔性超级电容器的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107068413A (zh) | 2017-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | A flexible ionic liquid gelled PVA‐Li2SO4 polymer electrolyte for semi‐solid‐state supercapacitors | |
| Mai et al. | Self‐healing materials for energy‐storage devices | |
| Xu et al. | Screen-Printable Thin Film Supercapacitor Device Utilizing Graphene/Polyaniline Inks. | |
| Zhao et al. | Hierarchical electrode design of high-capacity alloy nanomaterials for lithium-ion batteries | |
| Yu et al. | Flexible, sandwich-like Ag-nanowire/PEDOT: PSS-nanopillar/MnO 2 high performance supercapacitors | |
| Bhargav et al. | Polyphenylene tetrasulfide as an inherently flexible cathode material for rechargeable lithium batteries | |
| Rudge et al. | Conducting polymers as active materials in electrochemical capacitors | |
| Wang et al. | Designing a novel polymer electrolyte for improving the electrode/electrolyte interface in flexible all-solid-state electrical double-layer capacitors | |
| Tripathi et al. | Electrochemical redox supercapacitors using PVdF-HFP based gel electrolytes and polypyrrole as conducting polymer electrode | |
| Pandey et al. | Solid-state supercapacitors based on pulse polymerized poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) electrodes and ionic liquid gel polymer electrolyte | |
| CN108335919A (zh) | 一种金属有机框架/导电聚合物复合材料、其制备和应用 | |
| Rhodes et al. | Nanoscale polymer electrolytes: ultrathin electrodeposited poly (phenylene oxide) with solid-state ionic conductivity | |
| CN101443857B (zh) | 高电子电导率聚合物及使用该聚合物的高容量、高功率的电化学能量存储装置 | |
| Bhat et al. | A high performance flexible gel polymer electrolyte incorporated with suberonitrile as additive for quasi-solid carbon supercapacitor | |
| Nikiforidis et al. | A self-standing organic supercapacitor to power bioelectronic devices | |
| CN104979103B (zh) | 一种螺旋线形非对称超级电容器制备方法 | |
| Huo et al. | Quaternary ammonium functionalized poly (arylene ether sulfone)/poly (vinylpyrrolidone) composite membranes for electrical double-layer capacitors with activated carbon electrodes | |
| Ravi et al. | Improving the electrochemical performance by sulfonation of polyaniline-graphene-silica composite for high performance supercapacitor | |
| Kiruthika et al. | Smart electrochromic supercapacitors made of metal mesh electrodes with polyaniline as charge storage indicator | |
| Beenarani et al. | A flexible, cost-effective, and eco-friendly solid state supercapacitor based on PVA/KCl/Carbon black nanocomposite | |
| Vu et al. | Hybrid carbon nanofiller/polymer composites as self-healable current collector electrodes for use in high-performance flexible metal-free supercapacitors | |
| Dannoun et al. | The study of impedance, ion transport properties, EEC modeling, dielectric and electrochemical characteristics of plasticized proton conducting PVA based electrolytes | |
| Huang et al. | A flexible supercapacitor with high energy density driven by MXene/deep eutectic solvent gel polyelectrolyte | |
| CN107068413B (zh) | 超级电容器及其制备方法 | |
| Hong et al. | Polypyrrole nanofoam/carbon nanotube multilayered electrode for flexible electrochemical capacitors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201612 102, 3 building 1005, nine new highway, Jiuting Town, Songjiang District, Shanghai. Applicant after: Shanghai power Fang Electronic Technology Co., Ltd. Address before: 201612 1006, room 33, building 518, Xinzhuan Road, Songjiang District, Songjiang District, Shanghai, Shanghai. Applicant before: Shanghai power Fang Electronic Technology Co., Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |