CN110144137B - 一种基于CoHCF的纳米立方体油墨、其制备方法及应用 - Google Patents
一种基于CoHCF的纳米立方体油墨、其制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110144137B CN110144137B CN201910370737.5A CN201910370737A CN110144137B CN 110144137 B CN110144137 B CN 110144137B CN 201910370737 A CN201910370737 A CN 201910370737A CN 110144137 B CN110144137 B CN 110144137B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cohcf
- ink
- preparation
- nanocube
- 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
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 21
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 19
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 17
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 11
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 241000252233 Cyprinus carpio Species 0.000 abstract description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 14
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 14
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 9
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 229910021580 Cobalt(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 5
- DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);octadecacyanide Chemical class [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- -1 ferricyanide compound Chemical class 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 241000252210 Cyprinidae Species 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- YAGKRVSRTSUGEY-UHFFFAOYSA-N ferricyanide Chemical compound [Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] YAGKRVSRTSUGEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
- C09D11/033—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the solvent
-
- 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
- H01G11/24—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
-
- 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
-
- 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
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
Abstract
本发明涉及一种CoHCF纳米立方体油墨的配制以及丝网印刷柔性超级电容器的制备方法，本发明在制备了纳米立方体的CoHCF作为电极材料，并用LA133作为粘结剂，制备CoHCF可印刷油墨。运用丝网印刷的方式可制备不同图案化(正方形，校徽，花朵和鲤鱼)的柔性超级电容器。本发明制备的印制图案化超级电容器表现出最大的面积比电容(12.5mF/cm2)，能量密度可达到0.0011mWh/cm2。该印刷超级电容器弯折至180°或者弯折100次，比电容都没有明显的减少。循环8000次后，仍保有初始比电容的90％。并通过串联三个超级电容器的器件，可点亮1.9V的LED灯。该制备方法成本低，操作简便，能够实现快速大批量生产，为工业化批量制备和生产提供了新的方法，并可将其应用于可穿戴电子设备供能部件。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于纳米立方体Co铁氰化合物(Co hexacyanoferrate,CoHCF)的制备方法，以及基于CoHCF纳米立方体油墨的全印刷图案化超级电容器的制备方法。
背景技术
目前便携式和可穿戴式的电子设备正朝着小型化，轻薄，柔性和智能化的趋势发展。与之对应的能量存储设备也应该具备上述特点才能符合电子设备的发展需求。不同于传统的电池等供能设备，柔性超级电容器(flexible supercapacitor),具有充放电速度快，安全性高和循环寿命长的特点，引起了研究者们的广泛关注。此外，传统的供能设备具有固定的形状(圆柱形或者口袋形)，既不方便多个设备之间的连接也不能满足人们对美的追求。随着印刷电子技术(printed electronics)的出现，使得大规模制备图案化和性能优异的柔性超级电容器成为可能。印刷柔性超级电容器不仅具有快速制备和可定制尺寸的优点，还可弥补传统沉积或者涂覆等方法制备的超级电容器易脱落和非柔性的不足。
电极材料作为柔性超级电容器的核心部件，直接决定器件的最终性能。目前的印刷柔性超级电容器大多采用碳材料，例如活性炭，石墨烯和碳纳米管等，但是碳材料本身的双电层电容使得最终器件的比电容均<1mF/cm2。因此开发一种性能优异电极材料也是印刷柔性超级电容器一大挑战。普鲁士蓝类似物是一种金属框架化合物，具有大电容(190mAh/g)，合成简单和稳定性好的优点。其电极材料本身能够发生Fe3+和Fe2+的可逆氧化还原反应从而产生较大的赝电容，并且不会改变其晶体结构，使其具有较好的循环稳定性，因此普鲁士蓝类似物是一种有前途的印刷电极材料。除了电极材料的选择，合适的印刷方法在印刷柔性超级电容器制备中也很重要。目前主流的制备柔性超级电容器的印刷方法主要有旋涂，喷墨和丝网印刷，旋涂比较耗时并且不能实现图案化，另一种喷墨印刷虽然能实现图案化，但其设备较为昂贵并且操作复杂也限制了它的实际应用。丝网印刷作为一种简便快速的印刷方法，既能实现图案化的需求也具有较大的成本优势。
目前的超级电容器按照组装方式，主要分为叉指和夹层两种结构，叉指结构主要为简单，周期性的指状或梳状图案，不能实现其他复杂图案的要求。目前制备夹层图案化的方式主要有化学气相沉积(CVD)，激光直写，机械压印，旋涂和喷墨打印等，虽然能够实现图案化，但是存在耗时久，成本高和难以实现大规模生产的不足。丝网印刷能够实现低成本，快速和多种规格的图案化，从而满足当前可穿戴电子设备的个性化需求。
因此，本发明选择丝网印刷方法制备了以CoHCF纳米立方体为电极材料的图案化印刷柔性超级电容器。
发明内容
本发明的目的是实现大批量图案化印刷柔性超级电容器的制备，首先大批量共沉淀法制备具有均一立方体形貌的赝电容性能的CoHCF纳米材料，随后通过丝网印刷方式制备多种图案化(正方形，校徽，花朵和鲤鱼)的印刷柔性超级电容器，这些印刷超级电容器不仅具有优异的电化学性能还具有可弯折的性能。为大批量，低成本和快速制备柔性超级电容器提供了新的途径。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种基于CoHCF纳米立方体油墨的制备方法，包括如下步骤:
1)纳米立方体的CoHCF的合成：首先1.5mmol CoCl2·6H2O和1.5mmol C6H5Na3O7·2H2O溶解在50mL的去离子水中，搅拌均匀，形成溶液A。取0.32g的K3[Fe(CN)6]和0.5g的PVP(MW＝58000)溶解在50mL去离子水中，搅拌均匀，形成溶液B，随后，将溶液B逐滴加入到溶液A中，共沉淀24-30h；然后用无水乙醇清洗多次即可得到纯净的CoHCF纳米粒子；
2)CoHCF纳米立方体油墨的配制：将洗干净的CoHCF纳米粒子60-80℃下真空烘干备用，将干燥好的CoHCF纳米电极材料，乙炔黑和LA133树脂按照75：15：10的比例，加入适量的水，制备固含量(即CoHCF电极纳米材料，树脂和乙炔黑占整个油墨的质量比)在25-35％范围内的可印刷油墨。
一种基于CoHCF的纳米立方体油墨，由上述方案制备得到。
本发明还提供一种基于CoHCF的纳米立方体油墨的应用，利用上述制备方法制备的基于CoHCF的纳米立方体油墨制备超级电容器，包括如下步骤：
首先将PET用无水乙醇和去离子水洗净，烘干备用，然后将Ag浆在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上丝网印刷图案化的集流体，120-150℃干燥30-40min，随后将CoHCF油墨丝网叠印在上述含有Ag集流体的PET上形成不同图案化电极，然后在80-100℃烘箱中烘30-40min，随后将两个相同大小的图案化电极中间夹入含有PVA-LiCl-K3[Fe(CN)6]电解质隔膜纸，得到图案化的柔性超级电容器。
进一步的，所述图案化超级电容器的比电容范围为6-12.5mF/cm2，在0.44mW/cm2的功率密度下，能量密度范围为0.00053-0.0011mWh/cm2。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、本发明方法引入C6H5Na3O7·2H2O作为络合剂，可控制共沉淀反应的成核速率。并用PVP作为封端剂来控制CoHCF的粒径大小，最终形成了粒径大约400nm均一形貌的纳米立方体CoHCF电极材料。
2、本发明使用均一纳米立方体的CoHCF作为电极材料，LA133为粘结剂，水为分散剂制备了良好印刷适性的印刷油墨，能够印刷在PET上。
3、通过丝网印刷，可在PET上制备多种印刷图案化电极(正方形，校徽，花朵和鲤鱼)，并通过夹层组装的方式，得到相应图案化的柔性超级电容器，满足个性化需求和实现多规格生产。
4、印刷图案化超级电容器的比电容最高可达12.5mF/cm2，能量密度可达到0.0011mWh/cm2(在0.44mW/cm2的功率密度下)。该印刷超级电容器除了具有优异的电化学性能，还具有优异的柔性，弯折至180°或者弯折100次，比电容都没有明显的减少。循环8000次后，仍保有初始比电容的90％。并通过串联三个超级电容器的器件，可点亮1.9V的LED灯。
具体实施方式
实施例1：
本发明涉及CoHCF油墨的配制以及丝网印刷全印制超级电容器的制备方法。具体如下：1)CoHCF纳米立方体的合成:首先1.5mmol CoCl2·6H2O和1.5mmol C6H5Na3O7·2H2O溶解在50mL的去离子水中，搅拌均匀，形成溶液A。取0.32g的K3[Fe(CN)6]和0.5g的PVP(MW＝58000)溶解在50mL去离子水中，搅拌均匀，形成溶液B。随后，将溶液B逐滴加入到溶液A中，共沉淀24h，即得到CoHCF纳米粒子。然后用无水乙醇清洗三次即可得到纯净的CoHCF纳米粒子。2)CoHCF纳米立方体油墨的配制:将洗干净的CoHCF纳米粒子60℃下真空烘干备用。将CoHCF纳米粒子，乙炔黑和LA133树脂，按照75：15：10的质量比混合均匀，并加入适量的水(固含量在25％-35％之间)，即可得到具有良好印刷适性的可印刷油墨。3)全印制柔性超级电容器的制备，具体方法为：将PET用无水乙醇和去离子水洗净，烘干备用。然后通过丝网印刷先将Ag浆印刷制备正方形集流体，120℃干燥半个小时。随后将配制好的CoHCF油墨丝网印刷在上述含有Ag集流体的PET上，印刷图案为正方形，长宽为1×1cm。然后在80℃烘箱中烘30min，随后将两个相同大小的印刷电极中间夹入含有PVA-LiCl-K3[Fe(CN)6]电解质隔膜纸，得到正方形图案化的柔性超级电容器。
本发明实施例1获得的方形柔性印刷超级电容器比电容为12.5mF/cm2，能量密度为0.0011mWh/cm2。循环8000次，比电容仍保持初始值的90％.
实施例2：
本发明涉及CoHCF油墨的配制以及丝网印刷全印制超级电容器的制备方法。具体如下：1)CoHCF纳米立方体的合成:首先1.5mmol CoCl2·6H2O和1.5mmol C6H5Na3O7·2H2O溶解在50mL的去离子水中，搅拌均匀，形成溶液A。取0.32g的K3[Fe(CN)6]和0.5g的PVP(MW＝58000)溶解在50mL去离子水中，搅拌均匀，形成溶液B。随后，将溶液B逐滴加入到溶液A中，共沉淀24h，即得到CoHCF纳米粒子。然后用无水乙醇清洗三次即可得到纯净的CoHCF纳米粒子。2)CoHCF纳米立方体油墨的配制:将洗干净的CoHCF纳米粒子60℃下真空烘干备用。将CoHCF纳米粒子，乙炔黑和LA133树脂，按照75：15：10的质量比混合均匀，并加入适量的水(固含量在25％-35％之间)，即可得到具有良好印刷适性的可印刷油墨。3)全印制柔性超级电容器的制备，具体方法为：将PET用无水乙醇和去离子水洗净，烘干备用。然后通过丝网印刷先将Ag印刷制备方形集流体，120℃干燥半个小时。随后将配制好的CoHCF丝网印刷在上述含有Ag集流体的PET上，印刷图案为武汉大学校徽。然后在80℃烘箱中烘30min，随后将两个相同大小的印刷电极中间夹入PVA-LiCl-K3[Fe(CN)6]电解质隔膜纸，得到花朵形图案化的柔性超级电容器。
本发明实施例2获得的校徽形柔性印刷超级电容器比电容为12.5mF/cm2，能量密度为0.0011mWh/cm2。
实施例3：
本发明涉及CoHCF油墨的配制以及丝网印刷全印制超级电容器的制备方法。具体如下：1)CoHCF纳米立方体的合成:首先1.5mmol CoCl2·6H2O和1.5mmol C6H5Na3O7·2H2O溶解在50mL的去离子水中，搅拌均匀，形成溶液A。取0.32g的K3[Fe(CN)6]和0.5g的PVP(MW＝58000)溶解在50mL去离子水中，搅拌均匀，形成溶液B。随后，将溶液B逐滴加入到溶液A中，共沉淀24h，即得到CoHCF纳米粒子。然后用无水乙醇清洗三次即可得到纯净的CoHCF纳米粒子。2)CoHCF纳米立方体油墨的配制:将洗干净的CoHCF纳米粒子60℃下真空烘干备用。将CoHCF纳米粒子，乙炔黑和LA133树脂，按照75：15：10的质量比混合均匀，并加入适量的水(固含量在25％-35％之间)，即可得到具有良好印刷适性的可印刷油墨。3)全印制柔性超级电容器的制备，具体方法为：将PET用无水乙醇和去离子水洗净，烘干备用。然后通过丝网印刷先将Ag印刷制备方形集流体，120℃干燥半个小时。随后将配制好的CoHCF丝网印刷在上述含有Ag集流体的PET上，印刷图案为花朵形状。然后在80℃烘箱中烘30min,随后将两个相同大小的印刷电极中间夹入PVA-LiCl-K3[Fe(CN)6]电解质隔膜纸，得到花朵形图案化的柔性超级电容器。随后将两个相同大小的印刷电极中间夹入PVA-LiCl-K3[Fe(CN)6]电解质隔膜纸，得到花朵形图案化的柔性超级电容器。
本发明实施例3获得的花朵形柔性印刷超级电容器比电容为8mF/cm2，能量密度为0.0007mWh/cm2。
实施例4：
本发明涉及CoHCF油墨的配制以及丝网印刷全印制超级电容器的制备方法。具体如下：1)CoHCF纳米立方体的合成:首先1.5mmol CoCl2·6H2O和1.5mmol C6H5Na3O7·2H2O溶解在50mL的去离子水中，搅拌均匀，形成溶液A。取0.32g的K3[Fe(CN)6]和0.5g的PVP(MW＝58000)溶解在50mL去离子水中，搅拌均匀，形成溶液B。随后，将溶液B逐滴加入到溶液A中，共沉淀24h，即得到CoHCF纳米粒子。然后用无水乙醇清洗三次即可得到纯净的CoHCF纳米粒子。2)CoHCF纳米立方体油墨的配制:将洗干净的CoHCF纳米粒子60℃下真空烘干备用。将CoHCF纳米粒子，乙炔黑和LA133树脂，按照75：15：10的质量比混合均匀，并加入适量的水(固含量在25％-35％之间)，即可得到具有良好印刷适性的可印刷油墨。3)全印制柔性超级电容器的制备，具体方法为：将PET用无水乙醇和去离子水洗净，烘干备用。然后通过丝网印刷先将Ag印刷制备方形集流体，120℃干燥半个小时。随后将配制好的CoHCF丝网印刷在上述含有Ag集流体的PET上，印刷图案为鲤鱼形状。然后在80℃烘箱中烘30min,随后将两个相同大小的印刷电极中间夹入PVA-LiCl-K3[Fe(CN)6]电解质隔膜纸，得到鲤鱼形图案化的柔性超级电容器。
本发明实施例4获得的鲤鱼形柔性印刷超级电容器比电容为6mF/cm2，能量密度为0.00053mWh/cm2。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (4)
1.一种基于CoHCF纳米立方体油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)CoHCF纳米立方体的合成：首先将物质的量比为1:1的CoCl2·6H2O和C6H5Na3O7·2H2O溶解在去离子水中，搅拌均匀，形成溶液A；取质量比为16：25的K3[Fe(CN)6]和PVP溶解在去离子水中，搅拌均匀，形成溶液B；随后，将溶液B逐滴加入到溶液A中，共沉淀24-30h，然后用无水乙醇清洗多次即可得到纯净的CoHCF纳米粒子；
所述PVP的分子量为58000；
2)CoHCF纳米立方体油墨的配制：将洗干净的CoHCF纳米粒子60-80℃下真空烘干备用，将CoHCF纳米粒子，乙炔黑和LA133树脂，按照75：15：10的质量比混合均匀，并加入适量的水，其中固含量在25％-35％之间，得到具有良好印刷适性的可印刷油墨。
2.一种基于CoHCF的纳米立方体油墨，其特征在于：由权利要求1所述的制备方法得到。
3.一种基于CoHCF的纳米立方体油墨的应用，其特征在于：利用权利要求1所述的制备方法制备的基于CoHCF的纳米立方体油墨制备超级电容器，包括如下步骤，
将PET用无水乙醇和去离子水洗净，烘干备用，然后通过丝网印刷先将Ag浆印刷制备集流体，120-150℃干燥30-40min；随后将CoHCF油墨丝网叠印在上述含有Ag集流体的PET上形成不同图案化电极，然后在80-100℃烘箱中烘30-40min，随后将两个相同大小的图案化电极中间夹入含有PVA-LiCl-K3[Fe(CN)6]电解质隔膜纸，得到图案化的柔性超级电容器。
4.如权利要求3所述的一种基于CoHCF的纳米立方体油墨的应用，其特征在于：所述图案化的柔性超级电容器的比电容范围为6-12.5mF/cm2，在0.44mW/cm2的功率密度下，能量密度范围为0.00053-0.0011mWh/cm2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910370737.5A CN110144137B (zh) | 2019-05-06 | 2019-05-06 | 一种基于CoHCF的纳米立方体油墨、其制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910370737.5A CN110144137B (zh) | 2019-05-06 | 2019-05-06 | 一种基于CoHCF的纳米立方体油墨、其制备方法及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110144137A CN110144137A (zh) | 2019-08-20 |
| CN110144137B true CN110144137B (zh) | 2020-05-22 |
Family
ID=67594792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910370737.5A Active CN110144137B (zh) | 2019-05-06 | 2019-05-06 | 一种基于CoHCF的纳米立方体油墨、其制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110144137B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101740754A (zh) * | 2009-12-16 | 2010-06-16 | 北京理工大学 | 一种锂单质硫二次电池用复合正极材料的制备方法 |
| CN105551827A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-05-04 | 西南大学 | 结合丝网印刷的层层组装柔性全固态超级电容器的制备方法 |
| CN106966459A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-07-21 | 河南师范大学 | 磁性纳米催化剂CoFe‑PBAs@rGO催化Oxone降解有机染料废水的方法 |
| CN107021510A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-08-08 | 同济大学 | 呈镶边立方块状钴‑铁类普鲁士蓝纳米材料及其制备方法 |
| CN107768147A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-03-06 | 大连民族大学 | 一种基于CoFe类普鲁士蓝的长寿命非对称型超级电容器及其制备方法 |
| CN108010745A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-05-08 | 武汉大学 | 一种基于Ag/PPy/MnO2复合纳米材料的可拉伸非对称超级电容器及其制备方法 |
| CN108083293A (zh) * | 2017-07-13 | 2018-05-29 | 大连民族大学 | 一种高性能超级电容电极材料Co-Fe类普鲁士蓝纳米立方的应用 |
-
2019
- 2019-05-06 CN CN201910370737.5A patent/CN110144137B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101740754A (zh) * | 2009-12-16 | 2010-06-16 | 北京理工大学 | 一种锂单质硫二次电池用复合正极材料的制备方法 |
| CN105551827A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-05-04 | 西南大学 | 结合丝网印刷的层层组装柔性全固态超级电容器的制备方法 |
| CN106966459A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-07-21 | 河南师范大学 | 磁性纳米催化剂CoFe‑PBAs@rGO催化Oxone降解有机染料废水的方法 |
| CN107021510A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-08-08 | 同济大学 | 呈镶边立方块状钴‑铁类普鲁士蓝纳米材料及其制备方法 |
| CN108083293A (zh) * | 2017-07-13 | 2018-05-29 | 大连民族大学 | 一种高性能超级电容电极材料Co-Fe类普鲁士蓝纳米立方的应用 |
| CN107768147A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-03-06 | 大连民族大学 | 一种基于CoFe类普鲁士蓝的长寿命非对称型超级电容器及其制备方法 |
| CN108010745A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-05-08 | 武汉大学 | 一种基于Ag/PPy/MnO2复合纳米材料的可拉伸非对称超级电容器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110144137A (zh) | 2019-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Qiu et al. | A flexible microsupercapacitor with integral photocatalytic fuel cell for self-charging | |
| Sahoo et al. | Advances in pseudocapacitive and battery-like electrode materials for high performance supercapacitors | |
| Liang et al. | Toward fiber-, paper-, and foam-based flexible solid-state supercapacitors: electrode materials and device designs | |
| Venkatachalam et al. | Double hydroxide mediated synthesis of nanostructured ZnCo2O4 as high performance electrode material for supercapacitor applications | |
| Cherusseri et al. | Novel mesoporous electrode materials for symmetric, asymmetric and hybrid supercapacitors | |
| Liu et al. | The preparation of Co3O4@ MnO2 hierarchical nano-sheets for high-output potential supercapacitors | |
| Kim et al. | Synthesis and electrochemical properties of spin-capable carbon nanotube sheet/MnO x composites for high-performance energy storage devices | |
| CN103303912B (zh) | 一种高比表面积多孔氮掺杂石墨化纳米碳材料的制备方法 | |
| Jiao et al. | In-situ formation of morphology-controlled cobalt vanadate on CoO urchin-like microspheres as asymmetric supercapacitor electrode | |
| CN112670093B (zh) | 一种多孔Co3O4@Ni-MOF核壳结构纳米片阵列材料及其制备方法和应用 | |
| CN108091497A (zh) | 一种多维结构碳纤维柔性电极的制备方法 | |
| Ju et al. | Prussian blue analogue derived low-crystalline Mn2O3/Co3O4 as high-performance supercapacitor electrode | |
| WO2019154263A1 (zh) | 石墨烯纳米片复合材料及其制造方法及包括其的电极 | |
| CN102347143A (zh) | 一种石墨烯复合多孔对电极、制备方法及其应用 | |
| CN106744842A (zh) | 一种制备石墨烯材料的方法及其在化学储能和/或转化中的用途 | |
| CN106710885A (zh) | 一种硒化镍/碳纳米管复合纳米材料及其制备和应用 | |
| CN109712818A (zh) | 一种锰基氧化物复合柔性电极材料及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Facile synthesis of NiCo 2 S 4 spheres with granular core used as supercapacitor electrode materials | |
| Feng et al. | Nanocomposites of nickel selenide supported on cube-shaped lidless graphitic boxes as efficient counter electrodes for quasi-solid-state dye-sensitized solar cells | |
| Yang et al. | Bio-mediated synthesis of α-Ni (OH) 2 nanobristles on hollow porous carbon nanofibers for rechargeable alkaline batteries | |
| Ran et al. | A bird nest-like manganese dioxide and its application as electrode in supercapacitors | |
| Girija et al. | Redox participation and plasmonic effects of Ag nanoparticles in nickel cobaltite-Ag architectures as battery type electrodes for hybrid supercapacitor | |
| Zheng et al. | Preparation of Ni-Co PBA-derived beaded NiSe2/CoSe2/CNT for high-performance supercapacitors | |
| Zhao et al. | High-performance flexible asymmetric supercapacitor based on hierarchical MnO2/PPy nanocomposites covered MnOOH nanowire arrays cathode and 3D network-like Fe2O3/PPy hybrid nanosheets anode | |
| CN105271438A (zh) | 一种双海胆形貌的钴酸镁多孔结构电极材料的制备方法 |
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 |