CN107731545B - 一种聚苯胺基mof纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法 - Google Patents

一种聚苯胺基mof纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107731545B
CN107731545B CN201710865475.0A CN201710865475A CN107731545B CN 107731545 B CN107731545 B CN 107731545B CN 201710865475 A CN201710865475 A CN 201710865475A CN 107731545 B CN107731545 B CN 107731545B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mil
super capacitor
prepared
polyaniline
aniline
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
Application number
CN201710865475.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107731545A (zh
Inventor
邵亮
王乾
马忠雷
许娟
李莹
邓富泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN201710865475.0A priority Critical patent/CN107731545B/zh
Publication of CN107731545A publication Critical patent/CN107731545A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107731545B publication Critical patent/CN107731545B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G11/48—Conductive polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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 OR LIGHT-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

Abstract

本发明公开了一种聚苯胺基MOF纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法，MIL‑101是耐酸稳定性优异的MOF材料之一，本发明首先制备PANI/MIL‑101复合材料；然后将其与乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)以一定比例均匀分散在N‑甲基‑2‑吡咯烷酮(NMP)中形成浆料，并涂覆在碳纤维布上，形成电极；最后，通过凝胶电解质将两块电极对称的叠在一起，中间用隔膜隔开，并封装，即制备成柔性超级电容器；且所述电极材料比容量最高可达到1197F/g，所制备的超级电容器弯曲1000次比容量仅衰减10％，循环稳定性测试10000圈比容量可保持90％以上，串联四个超级电容器可将1.8V红色的LED灯点亮。本发明所制备的柔性超级电容器具有良好的柔韧性和电化学性能，在柔性电子器件和能量存储方面有良好的应用前景。

Description

一种聚苯胺基MOF纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法
技术领域
本发明属于能源技术领域，具体涉及一种可弯曲柔性储能元件的制备方法，进一步的，本发明涉及一种聚苯胺基MOF纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法。
背景技术
近年来，随着电子产品越来越趋向于便携、柔性和可穿戴，随之发展其相应的储能元件，使之变得小型、质轻、柔性和高性能，这成为了一个研究热点。传统的储能器件如电池、电容器基本都属于硬质刚性，大多不可弯曲折叠，并且能量密度、功率密度和充放电循环稳定性还有待提高。而超级电容器由于具有更好的循环寿命以及更高的功率密度，在能量存储方面相比于电池和传统的电容器更有优势。
超级电容器的电极材料种类有很多，如碳基材料、过渡金属氧化物和导电高分子等，而导电高分子由于其储能性好、易制备和价格合理等特点广泛的被研究用于超级电容器的电极材料。聚苯胺作为导电高分子的一种，因其具有高掺杂稳定性、导电性好、环境友好性以及高的比容量，常被选作超级电容器理想的电极材料。
虽然聚苯胺具有诸多优点，但由于聚苯胺的分子链易堆积，比表面积减小，导致电荷传输路径受阻，影响其导电性。并且在充放电过程分子链会发生溶胀或收缩，影响其循环稳定性。很多研究者将其与金属氧化物、石墨烯、碳纳米管等进行复合，以此来提升其电化学性能，然而，这些方法并没有完全解决问题，大多只能使聚苯胺的性能得到部分改善，甚至有的方法提高一方面性能却降低了另一部分性能，如增加了聚苯胺的充放电循环稳定性而降低了其比容量。所以，将聚苯胺作为超级电容器的电极材料还需进一步探索研究。
发明内容
针对目前存在的问题，本发明提供了一种聚苯胺基MOF纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法，本发明所制备的超级电容器具有较高的比容量和循环稳定性，且器件在不同角度弯折后能保持较好的电化学特性和稳定性。
为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种聚苯胺基MOF纳米复合材料柔性超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
1)通过原位聚合法制备PANI/MIL-101纳米复合材料，作为电极活性材料；
2)将PVDF、乙炔黑和复合材料按照质量比为0.5～1:1:8～8.5称取原料，研磨均匀并按照顺序先后加入，超声分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中配置成浓度为10mg/mL的浆料，然后涂覆在在碳纤维布上，形成电极；
3)制备柔性超级电容器。
步骤1)所述的PANI/MIL-101是采用原位氧化还原快速聚合法，苯胺单体浓度为0.05-5mol/L，MIL-101占苯胺单体质量分数为10-50％，在室温下快速反应30min。
所述步骤3)中，具体是将制备好的两片电极浸入到聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)溶液中，同时将隔膜也浸入到其中，浸泡1h后取出电极，在通风橱下放置一段时间，当凝胶电解质水分干到70％-80％左右，在两电极之间放入隔膜，面对面进行组装，组装后用0.1Mpa的力压制10s，最后用PET薄膜对所制备的器件进行封装，即得目标物。
上述制备方法制得的聚苯胺基MOF纳米复合材料柔性超级电容器。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明将聚苯胺与具有高孔隙率、高比表面积的金属有机框架化合物(MOF)进行复合，从而构筑具有高比表面积和多电荷传输通道的电极材料。采用的材料PANI和MOF(MIL-101)具有良好的协同性，利用MIL-101的多孔性来增加PANI的传导路径，减少分子链的堆积，减小溶胀收缩，从而提高PANI的电化学循环稳定性，并且MIL-101中存在的配位不饱和金属位点与富含电子基团的PANI进行反应，增加了两者之间的电荷转移作用，进而提高复合材料的电化学性能。
本发明制备的PANI/MIL-101具有更大电导率(0.52S/cm)，从而使其具有更加优异的电化学性能和能量储存性能，如比容量最高可达到1197F/g。
本发明器件在不同角度弯折后能保持较好的电化学特性和稳定性：所制备的超级电容器弯曲1000次比容量仅衰减10％，恒电流充放电循环稳定性测试10000圈比容量可保持90％以上。
附图说明
图1所示为所合成的电极材料PANI/MIL-101的扫面电镜图片。
图2所示为所制备的聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)纳米复合材料柔性超级电容器的光学图片。
图3所示为所制备的聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)纳米复合材料柔性超级电容器在不同电流密度下的恒电流充放电曲线。
图4所示为所制备的聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)纳米复合材料柔性超级电容器在不同弯曲程度下的循环伏安特性曲线和恒电流充放电曲线，以及弯曲角度为180°的循环稳定性曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明一种聚苯胺基MOF纳米复合材料柔性超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
1、通过原位聚合法制备PANI/MIL-101纳米复合材料，作为电极活性材料；
所述的PANI/MIL-101是采用原位氧化还原快速聚合法，苯胺单体浓度为0.05-5mol/L，MIL-101占苯胺单体质量分数为10-50％，在室温下快速反应30min。
2、将PVDF、乙炔黑和复合材料按照质量比为0.5～1:1:8～8.5称取原料，研磨均匀并按照顺序先后加入，超声分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中配置成浓度为10mg/mL的浆料，然后涂覆在在碳纤维布上，形成电极；
3、制备柔性超级电容器。
具体是将制备好的两片电极浸入到聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)溶液中，同时将隔膜也浸入到其中，浸泡1h后取出电极，在通风橱下放置一段时间，当凝胶电解质水分干到70％-80％左右，在两电极之间放入隔膜，面对面进行组装，组装后用0.1Mpa的力压制10s，最后用PET薄膜对所制备的器件进行封装，即得目标物。
MIL-101可以有很多公知的制备方法，本发明中使用的方法是：将3.84g九水硝酸铬(Cr(NO3)3·9H2O)溶于60mL去离子水中，超声搅拌5min后，将1.60g对苯二甲酸(H2BDC)加入，并超声震荡5min。随后加入0.48g氢氟酸(HF)，混合均匀后移入水热反应釜中，220℃条件下反应8h并自然冷却到室温。用100um的钢网过滤上述反应产物中未反应的组分，并将所得样品分别用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇纯化，并于烘箱60℃干燥一晚。
实施例一：
1)电极材料PANI/MIL-101的制备：在抽真空的条件下，先将0.2mol/L苯胺与占苯胺单体质量分数10％的MIL-101在三口烧瓶中混合吸附，再将苯胺二聚体用少量乙醇溶解加入三口烧瓶中，随后加入盐酸搅拌均匀后超声10min，同时称量与苯胺等物质量的过硫酸铵溶于盐酸中，将二者同时预冷20min，然后将过硫酸铵盐酸溶液快速倒入苯胺溶液中，快速搅拌反应30min。之后用无水乙醇和去离子水纯化烘干即得产物。
2)电极的制备：采用面积为1×2cm2的亲水碳布作为集流体，将电极材料制成浆料涂覆在碳布上制成电极。其中，MPANI/MIL-101:M乙炔黑:Mpvdf＝8.5:1:0.5。先将PVDF溶于NMP中，超声10min，然后将乙炔黑加入超声10min，再将称量好的PANI/MIL-101加入超声30min，配制成10mg/mL的浆料，充分混合均匀后，将浆料滴涂到碳布上，涂覆面积为1×1cm2，载荷量为1mg/cm2，85℃条件下干燥若干小时。且所述电极在电流密度为1A/g时，比容量最高可达到628F/g。
3)超级电容器的制备：先将6g聚乙烯醇(PVA)和6g浓硫酸(H2SO4)在85℃条件下用60mL去离子水搅拌溶解直至溶液变清澈。将制备好的两片电极浸入到聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)溶液中，同时将隔膜也浸入到其中，浸泡1h后取出电极，在通风橱下室温放置一段时间，当凝胶电解质水分干到70％，在两电极之间放入隔膜，面对面进行组装，组装后用0.1Mpa的力压制10s。最后用PET薄膜对所制备的器件进行封装，即得聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)复合材料柔性超级电容器。
实施例二：
1)电极材料PANI/MIL-101的制备：在抽真空的条件下，先将0.2mol/L苯胺与占苯胺单体质量分数20％的MIL-101在三口烧瓶中混合吸附，再将苯胺二聚体用少量乙醇溶解加入三口烧瓶中，随后加入盐酸搅拌均匀后超声10min，同时称量与苯胺等物质量的过硫酸铵溶于盐酸中，将二者同时预冷20min，然后将过硫酸铵盐酸溶液快速倒入苯胺溶液中，快速搅拌反应30min。之后用无水乙醇和去离子水纯化烘干即得产物。
2)电极的制备：采用面积为1×2cm2的亲水碳布作为集流体，将电极材料制成浆料涂覆在碳布上制成电极。其中，MPANI/MIL-101:M乙炔黑:Mpvdf＝8.5:1:0.5。先将PVDF溶于NMP中，超声10min，然后将乙炔黑加入超声10min，再将称量好的PANI/MIL-101加入超声30min，配制成10mg/mL的浆料，充分混合均匀后，将浆料滴涂到碳布上，涂覆面积为1×1cm2，载荷量为1mg/cm2,85℃条件下干燥若干小时。且所述电极在电流密度为1A/g时，比容量最高可达到1197F/g。
3)超级电容器的制备：先将6g聚乙烯醇(PVA)和6g浓硫酸(H2SO4)在85℃条件下用60mL去离子水搅拌溶解直至溶液变清澈。将制备好的两片电极浸入到聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)溶液中，同时将隔膜也浸入到其中，浸泡1h后取出电极，在通风橱下室温放置一段时间，当凝胶电解质水分干到70％，在两电极之间放入隔膜，面对面进行组装，组装后用0.1Mpa的力压制10s。最后用PET薄膜对所制备的器件进行封装，即得聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)复合材料柔性超级电容器。所制备的超级电容器弯曲1000次比容量仅衰减10％，恒电流充放电循环稳定性测试10000圈比容量可保持90％以上，串联四个超级电容器可将2.0V红色的LED灯点亮(图2)。
实施例三：
1)电极材料PANI/MIL-101的制备：在抽真空的条件下，先将0.2mol/L苯胺与占苯胺单体质量分数50％的MIL-101在三口烧瓶中混合吸附，再将苯胺二聚体用少量乙醇溶解加入三口烧瓶中，随后加入盐酸搅拌均匀后超声10min，同时称量与苯胺等物质量的过硫酸铵溶于盐酸中，将二者同时预冷20min，然后将过硫酸铵盐酸溶液快速倒入苯胺溶液中，快速搅拌反应30min。之后用无水乙醇和去离子水纯化烘干即得产物。
(2)电极的制备：采用面积为1×2cm2的亲水碳布作为集流体，将电极材料制成浆料涂覆在碳布上制成电极。其中，MPANI/MIL-101:M乙炔黑:Mpvdf＝8.5:1:0.5。先将PVDF溶于NMP中，超声10min，然后将乙炔黑加入超声10min，再将称量好的PANI/MIL-101加入超声30min，配制成10mg/mL的浆料，充分混合均匀后，将浆料滴涂到碳布上，涂覆面积为1×1cm2，载荷量为1mg/cm2，85℃条件下干燥若干小时。且所述电极在电流密度为1A/g时，比容量最高可达到419F/g。
3)超级电容器的制备：先将6g聚乙烯醇(PVA)和6g浓硫酸(H2SO4)在85℃条件下用60mL水搅拌溶解直至溶液变清澈。将制备好的两片电极浸入到聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)溶液中，同时将隔膜也浸入到其中，浸泡1h后取出电极，在通风橱下室温放置一段时间，当凝胶电解质水分干到70％，在两电极之间放入隔膜，面对面进行组装，组装后用0.1Mpa的力压制10s。最后用PET薄膜对所制备的器件进行封装，即得聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)复合材料柔性超级电容器。
实施例四：
1)电极材料PANI/MIL-101的制备：在抽真空的条件下，先将0.05mol/L苯胺与占苯胺单体质量分数20％的MIL-101在三口烧瓶中混合吸附，再将苯胺二聚体用少量乙醇溶解加入三口烧瓶中，随后加入盐酸搅拌均匀后超声10min，同时称量与苯胺等物质量的过硫酸铵溶于盐酸中，将二者同时预冷20min，然后将过硫酸铵盐酸溶液快速倒入苯胺溶液中，快速搅拌反应30min。之后用无水乙醇和去离子水纯化烘干即得产物。
2)电极的制备：采用面积为1×2cm2的亲水碳布作为集流体，将电极材料制成浆料涂覆在碳布上制成电极。其中，MPANI/MIL-101:M乙炔黑:Mpvdf＝8:1:1。先将PVDF溶于NMP中，超声10min，然后将乙炔黑加入超声10min，再将称量好的PANI/MIL-101加入超声30min，配制成10mg/mL的浆料，充分混合均匀后，将浆料滴涂到碳布上，涂覆面积为1×1cm2，载荷量为1mg/cm2，85℃条件下干燥若干小时。且所述电极在电流密度为1A/g时，比容量最高可达到459F/g。
3)超级电容器的制备：先将6g聚乙烯醇(PVA)和6g浓硫酸(H2SO4)在85℃条件下用60mL水搅拌溶解直至溶液变清澈。将制备好的两片电极浸入到聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)溶液中，同时将隔膜也浸入到其中，浸泡1h后取出电极，在通风橱下室温放置一段时间，待当凝胶电解质水分干到70％，在两电极之间放入隔膜，面对面进行组装，组装后用0.1Mpa的力压制10s。最后用PET薄膜对所制备的器件进行封装，即得聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)复合材料柔性超级电容器。
实施例五：
1)电极材料PANI/MIL-101的制备：在抽真空的条件下，先将0.5mol/L苯胺与占苯胺单体质量分数20％的MIL-101在三口烧瓶中混合吸附，再将苯胺二聚体用少量乙醇溶解加入三口烧瓶中，随后加入盐酸搅拌均匀后超声10min，同时称量与苯胺等物质量的过硫酸铵溶于盐酸中，将二者同时预冷20min，然后将过硫酸铵盐酸溶液快速倒入苯胺溶液中，快速搅拌反应30min。之后用无水乙醇和去离子水纯化烘干即得产物。
2)电极的制备：采用面积为1×2cm2的亲水碳布作为集流体，将电极材料制成浆料涂覆在碳布上制成电极。其中，MPANI/MIL-101:M乙炔黑:Mpvdf＝8:1:1。先将PVDF溶于NMP中，超声10min，然后将乙炔黑加入超声10min，再将称量好的PANI/MIL-101加入超声30min，配制成10mg/mL的浆料，充分混合均匀后，将浆料滴涂到碳布上，涂覆面积为1×1cm2，载荷量为1mg/cm2，85℃条件下干燥若干小时。且所述电极在电流密度为1A/g时，比容量最高可达到440F/g。
3)超级电容器的制备：先将6g聚乙烯醇(PVA)和6g浓硫酸(H2SO4)在85℃条件下用60mL水搅拌溶解直至溶液变清澈。将制备好的两片电极浸入到聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)溶液中，同时将隔膜也浸入到其中，浸泡1h后取出电极，在通风橱下室温放置一段时间，当凝胶电解质水分干到70％，在两电极之间放入隔膜，面对面进行组装，组装后用0.1Mpa的力压制10s。最后用PET薄膜对所制备的器件进行封装，即得聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)复合材料柔性超级电容器。
以上实例是对聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)纳米复合材料柔性超级电容器制备方法的具体说明，但应当指出，本发明的实例不限于以上实例。
上述实施例中以实施例二为最佳实施例。我们对制备的材料及器件进行了各项测试性能表征，以下结合附图进行说明。
图1所示为所合成的电极材料PANI/MIL-101的扫面电镜图片。其中PANI浓度为0.2mol/L，MIL-101占苯胺单体质量分数为20％，从图中可以看出聚苯胺与MIL-101成功的被复合在一起了。
图2所示为所制备的聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)纳米复合材料柔性超级电容器四个串联的光学图片，从图中可看到制备的超级电容器可成功将红色的LED灯点亮，说明其能量存储性能较好。
图3所示为所制备的聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)纳米复合材料柔性超级电容器在不同电流密度下的恒电流充放电曲线，从图中可以看出该电容器有较好的电容性能。
图4所示为所制备的聚苯胺基MOF(PANI/MIL-101)纳米复合材料柔性超级电容器在不同弯曲程度下的循环伏安特性曲线和恒电流充放电曲线，以及弯曲角度为180°的循环稳定性曲线。可以发现，在不同弯曲角度下，其循环伏安和充放电曲线无明显变化，证明器件在弯曲情况下电容性能基本保持不变，在柔性器件中具有应用前景。

Claims (2)

1.一种聚苯胺基MOF纳米复合材料柔性超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
1）通过原位聚合法制备PANI/MIL-101纳米复合材料，作为电极活性材料；
2）将PVDF、乙炔黑和复合材料按照质量比为0.5~1 :1: 8~8.5称取原料，研磨均匀并按照顺序先后加入，超声分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中配置成浓度为10 mg/mL的浆料，然后涂覆在在碳纤维布上，形成电极；
3）制备柔性超级电容器；
步骤1）所述的PANI/MIL-101是采用原位氧化还原快速聚合法，在抽真空的条件下，先将单体浓度为0.2 mol/L苯胺与占苯胺单体质量分数10%的MIL-101在三口烧瓶中混合吸附，再将苯胺二聚体用少量乙醇溶解加入三口烧瓶中，随后加入盐酸搅拌均匀后超声10min，同时称量与苯胺等物质量的过硫酸铵溶于盐酸中，将二者同时预冷20 min，然后将过硫酸铵盐酸溶液快速倒入苯胺溶液中，快速搅拌反应30 min；
之后用无水乙醇和去离子水纯化烘干即得产物；
所述步骤3）中，具体是将制备好的两片电极浸入到聚乙烯醇/硫酸（PVA/H2SO4）溶液中，同时将隔膜也浸入到其中，浸泡1 h后取出电极，在通风橱下放置一段时间，当凝胶电解质水分干到70%-80%，在两电极之间放入隔膜，面对面进行组装，组装后用0.1 Mpa的力压制10s，最后用PET薄膜对所制备的器件进行封装，即得目标物。
2.根据权利要求1的制备方法制得的聚苯胺基MOF纳米复合材料柔性超级电容器。
CN201710865475.0A 2017-09-22 2017-09-22 一种聚苯胺基mof纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法 Active CN107731545B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710865475.0A CN107731545B (zh) 2017-09-22 2017-09-22 一种聚苯胺基mof纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710865475.0A CN107731545B (zh) 2017-09-22 2017-09-22 一种聚苯胺基mof纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107731545A CN107731545A (zh) 2018-02-23
CN107731545B true CN107731545B (zh) 2019-08-20

Family

ID=61206754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710865475.0A Active CN107731545B (zh) 2017-09-22 2017-09-22 一种聚苯胺基mof纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107731545B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108539144B (zh) * 2018-03-12 2021-06-22 复旦大学 一种超小金属有机框架纳米晶及制备方法和应用
CN108615611B (zh) * 2018-04-26 2020-10-30 重庆大学 纳米掺钛锰酸钠的制备方法及其应用
CN108538821B (zh) * 2018-05-14 2021-03-23 复旦大学 一种与硅基集成电路集成的全固态超级电容及其制备方法
CN108905974B (zh) * 2018-07-12 2020-04-07 中南大学 一种MIL-53(Fe)/聚芳香胺复合材料及其制备和应用方法
CN110767464B (zh) * 2018-07-25 2022-07-08 东莞东阳光科研发有限公司 含有MOFs材料的超级电容器及其制备方法
CN109360744B (zh) * 2018-11-15 2020-11-20 东华大学 一种MOFs基复合超级电容器电极及其制备和应用
CN110581027A (zh) * 2019-09-30 2019-12-17 长江勘测规划设计研究有限责任公司 复合型赝电容器电极材料的制备方法
CN110706936B (zh) * 2019-10-24 2021-05-14 绍兴市梓昂新材料有限公司 一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法
CN111443544B (zh) * 2020-03-13 2021-08-10 东华大学 一种MOFs基凝胶电解质及其制备与应用
CN114334480B (zh) * 2021-12-02 2023-10-27 武汉大学 基于NiHCF的印刷柔性超级电容器的制备方法及应用
CN115538174B (zh) * 2022-12-02 2023-04-28 深圳市今朝时代股份有限公司 一种超级电容器用高性能电极材料及其超级电容器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103811197A (zh) * 2014-02-26 2014-05-21 上海宝聚新化能源科技有限公司 超级电容器的制备方法
CN104916455B (zh) * 2014-03-12 2017-12-01 中国科学院大连化学物理研究所 一种采用网状隔膜的胶体电解质超级电容器
CN105679553A (zh) * 2016-04-22 2016-06-15 青岛科技大学 一种基于富勒烯纳米纤维/聚苯胺复合材料的超级电容器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107731545A (zh) 2018-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107731545B (zh) 一种聚苯胺基mof纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法
CN107578927B (zh) 一种聚苯胺基mof纳米复合材料柔性超级电容器的制备方法
Sardana et al. Conducting polymer hydrogel based electrode materials for supercapacitor applications
Lu et al. Flexible solid-state supercapacitors: design, fabrication and applications
CN107919233B (zh) 一种高电压柔性固态超级电容器及其制备方法
CN104466134B (zh) 自支撑石墨烯/碳纳米管杂化物泡沫负载氨基蒽醌类聚合物的制备方法
CN102299306A (zh) 聚(3,4-乙撑二氧噻吩)包覆及其为碳源的纳米硅复合锂离子电池负极材料及其制备方法
CN105206430B (zh) 聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料电极及其制备方法和应用
CN109767928B (zh) 氟掺杂碳包覆氧化硅纳米颗粒@碳纳米管复合材料的合成方法及其应用
CN104393268B (zh) 一种气凝胶修饰的SnSb/碳纳米管复合负极材料的制备方法
CN106653401B (zh) 一种三维氮掺杂胶囊状碳纸电极材料及其制备方法
CN109755579B (zh) 锂离子电池用正极复合导电粘结剂的制备方法
CN102760870A (zh) 一种石墨烯/聚噻吩衍生物复合材料、其制备方法及应用
CN109390559A (zh) 一种柔性电极的制备及基于该电极的柔性储能器件
CN104779078A (zh) 一种碳纳米管/改性秸秆复合电极材料的制备方法及其制备方法
CN109192533B (zh) 一种超级电容器电极材料及其制备方法
CN112421017B (zh) 一种无粘结剂水系锌离子电池正极复合材料的制备方法
CN106024094B (zh) 一种柔性导电聚苯胺纳米纤维凹凸电极材料及其制备方法
CN112216520B (zh) MOF衍生的Ni-Co-S纳米颗粒生长在碳布上的复合电极制备方法及其应用
CN107346711A (zh) 一种复合材料PANI/Ti3C2Tx的制备及应用
CN102942788A (zh) 一种三元纳米复合材料的制备方法及其应用
CN103474658A (zh) 一种铌酸锂复合碳纳米管柔性锂离子二次电池负极及其制备方法与应用
CN103839685A (zh) 石墨烯-聚离子液体复合电极材料及其制备方法和应用
Dai et al. Structure, morphology and energy storage properties of imide conjugated microporous polymers with different cores and the corresponding composites with CNT
CN104882294A (zh) 一种高比表面积的多孔秸秆基电极材料及其制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant