CN110556251A - 线型超级电容器用电极材料及其制备方法与超级电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了线型超级电容器用电极材料及其制备方法与超级电容器，所述制备方法包括将基底材料浸入抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸的混合物溶液中得到表面包覆有复合薄膜的导电基底；然后进行酸处理和电沉积苯胺，得到氧化石墨烯/聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)/聚苯胺电极材料。本发明制备的电极材料具有相互连接的导电框架结构，确保了电子和离子的有效传输和电解质的成功渗透，同时增加了反应的表面积；所设计的分层结构为快速电化学反应提供了充分的反应位点，同时柔性导电框架的缓冲作用有利于薄膜电极在长期循环和反复变形过程中保持结构稳定，带来了优秀的循环稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，具体涉及线型超级电容器用电极材料及其制备方法与超级电容器。
背景技术
由于化石燃料快速消耗和气候变化，发展高效的可再生能源技术变得越来越重要。作为一类重要的可再生能源技术，储能系统由于其成本效益，免维护，高效和环保等突出优点，在近年来越发受到人们的重视并获得了长足的发展。在不同的储能系统中，超级电容器，也称为电化学电容器，具有能弥合传统电容器和电池之间能量密度差异的优点，因而受到科研和工业界广泛的关注。
近年来，可存储能量的柔性/可穿戴电子设备是个性化电子产品的前沿领域,传统的硬质电池储能装置在各种变形条件下都不能稳定使用，极大限制了柔性电子产品的设计和发展。在柔性电子产品、可穿戴器件等领域，迫切需要开发一种可与柔性电子产品完美匹配的储能装置。线型超级电容器由于拥有独特的一维结构和机械柔性特征，使得它们能够作为纱线或织物使用，可以直接集成到智能纺织品中，在设计高集成功能化的柔性储能装置具有很大的应用潜力。
线型超级电容器的性能取决于电极材料、电解液、制备工艺等，其中对线型超级电容器性能影响最大的是电极材料。二维材料如石墨烯、二维层状碳化物、锑烯、磷烯等，具有大表面积、丰富的表面官能团、高导电性的特性，作为线型超级电容器的电极材料显示出很高的比电容。然而，将这些材料直接运用于线型超电容的电极设计，这些二维纳米片会紧密堆积在一起，电解质和离子无法渗透到致密的电极核心。因此，电化学反应只能在二维材料和电解质之间的外界面上进行，直接导致了实际电容值远远低于理论值。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供线型超级电容器用电极材料及其制备方法与超级电容器，旨在解决现有二维材料作为线型超级电容器的电极时，二维纳米片紧密堆叠电解质和离子无法渗透到电极中，电化学反应只能在二维材料和电解质之间的外界面进行，导致实际电容值远远低于理论值的问题。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：线型超级电容器用电极材料的制备方法，具体步骤如下：
将氧化石墨烯和抗坏血酸加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液中，得到混合物溶液；
将基底浸入所述混合物溶液中，经预定时间后，得到表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底；
对所述表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底进行水洗和酸处理，得到表面包覆有还原氧化石墨烯/聚 (3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底；
在所述表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底上电沉积苯胺，得到氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯胺电极材料。
所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其中，所述将氧化石墨烯和抗坏血酸加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液中，得到混合物溶液的步骤包括：
将氧化石墨烯和抗坏血酸加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液中，水浴中进行超声处理，得到混合物溶液。
所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其中，所述氧化石墨烯、所述抗坏血酸与所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸的质量比为 0.3～1:2～6.8:1。
所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其中，所述水浴温度为 23℃～30℃；所述超声处理时间为1h以上。
所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其中，所述对所述表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底进行水洗和酸处理，得到表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底的步骤包括：
将所述表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底依次浸泡于去离子水、高氯酸和氢碘酸中10～15min进行水洗和酸处理，得到表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底。
所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其中，所述高氯酸浓度为20wt％～70wt％；所述氢碘酸浓度为20wt％～57wt％。
所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其中，所述在所述表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底上电沉积苯胺，得到氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯胺电极材料的步骤包括：
以所述表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底为工作电极，Pt网和饱和甘汞电极分别为对电极和参比电极，含有苯胺单体的高氯酸溶液为电解质，恒定电压下电沉积，得到氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯胺电极材料。
所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其中，所述电沉积时间为15～25min；所述恒定电压为0.7～0.8V。
一种线型超级电容器用电极材料，其中，采用所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法制备而成。
一种线型超级电容器，其中，至少包括所述的线型超级电容器用电极材料。
有益效果：本发明制备的超级电容器用电极材料具有相互连接的导电框架结构，确保了电子和离子的有效传输和电解质的成功渗透，同时增加了反应的表面积，所设计的分层结构为快速电化学反应提供了充分的反应位点，柔性导电框架的缓冲作用有利于薄膜电极在长期循环和反复变形过程中保持结构稳定，带来优异的循环稳定性。
附图说明
图1是实施例1中制备的GO/PEDOT:PSS薄膜、RGO/PEDOT薄膜与 RGO/PEDOT/PANI的CV曲线图；
图2a和图2b为原始绝缘棉纱线扫描电子显微镜(SEM)图，图2c和图 2d为表面包覆有RGO/PEDOT复合薄膜棉纱线的SEM图，图2e和图2f为表面包覆有RGO/PEDOT/PANI复合薄膜棉纱线的SEM图；图2g、图2h和图2i为表面包覆有RGO/PEDOT/PANI复合薄膜棉纱线的SEM图
图3是实施例2中Ac添加量为PESOT:PSS的0wt％、200wt％、400wt％、600wt％、680wt％时，获得的RGO/PEDOT薄膜的比电容曲线图；
图4a和图4b为不同尺度多孔RGO/PEDOT薄膜的SEM图；图4c、图 4d、图4e、图4f分别为实施例3中PANI电沉积持续时间为5min、10min、 15min和20min时制备的RGO/PEDOT/PANI电极的SEM图；
图5为实施例3中，电沉积时间为0min、5min、10min、15min和20min 时，RGO/PEDOT/PANI电极的比电容曲线图。
具体实施方式
本发明提供线型超级电容器用电极材料及其制备方法与超级电容器，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体地，本发明的线型超级电容器用电极材料的制备方法，包括步骤：
S1、将氧化石墨烯和抗坏血酸加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液中，得到混合物溶液。
二维材料如石墨烯等虽然具有高的比电容，但这些材料直接应用于超级电容的电极时，由于材料堆叠，电解质和离子无法渗透到电极中，电化学反应只能在二维材料和电解质之间的外界面进行，导致实际电容远低于理论电容。本实施例中将氧化石墨烯(GO)加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)水溶液中，由于GO表面存在羟基、羧基、环氧基等官能团，具有较好的水溶性，而PEDOT:PSS中由于含有PSS也具有较好的水溶性。GO加入PEDOT:PSS中后，经过后续水洗与酸处理，形成的还原氧化石墨烯/ 聚(3,4-乙烯二氧噻吩)框架结构结合了还原氧化石墨烯(RGO)的高电容和循环稳定性和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)((PEDOT))的高导电率的优点。
具体实施时，若直接将GO加入PEDOT:PSS水溶液中，后续步骤中获得的RGO/PEDOT框架结构只会呈现致密的表面形貌和堆积的横截面结构，这种结构不利于充/放电过程中电解液的渗透传输，阻碍了电化学反应的有效进行。因此本实施例中在GO加入PEDOT:PSS水溶液中的同时，进一步将抗坏血酸(Ac)加入PEDOT:PSS水溶液中，Ac与GO和PEDOT:PSS混合，经过后续步骤去除Ac，使得RGO/PEDOT框架结构的表面和体内引入多孔结构，有效协助电解质的渗透，充分激活RGO/PEDOT框架结构的反应位点，从而显著提高其电容。
进一步地，为了使GO、Ac和PEDOT:PSS的混合溶液分散均匀，本实施例中将GO和Ac加入PEDOT:PSS水溶液后，将上述混合溶液置于水浴中进行超声处理，使混合溶液分散均匀。其中，所述水浴温度为23℃～30℃，超声处理时间为1h以上。
具体实施时，GO、Ac与PEDOT:PSS的质量比为0.3～1:2～6.8:1。当GO 相对于PEDOT:PSS的用量偏高或偏低时，后续步骤中形成的RGO/PEDOT框架的表面积和导电性会有一定程度降低，导致其电化学活性变差，电容值减小。优选地，本实施例中GO与PEDOT:PSS质量比为0.7～1，即GO的添加量是PEDOT:PSS的70wt％时，两种组份的电化学性能达到最大化。Ac量偏少时，导电RGO/PEDOT框架只会呈现致密的表面形貌和堆积的横截面结构，不利于充/放电过程中电解质的渗透传输，阻碍了电化学反应的有效进行。然而一旦Ac量超过最佳值，导致RGO/PEDOT框架表面出现宏观空隙而非微观空隙，这些肉眼可见的缺陷会严重影响RGO/PEDOT导电性的连续性，并且导致其电容性能下降。优选地，本实施例中Ac与PEDOT:PSS的质量比为6:1，即Ac的添加量是PEDOT:PSS的600wt％时，后续制备出的RGO/PEDOT电容量达到最佳。
S2、将基底浸入所述混合物溶液中，经预定时间后，得到表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底；
S3、对所述表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底进行水洗和酸处理，得到表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底。
具体实施时，为了获得柔性线型超级电容器，本实施例中进一步将基底材料浸入Ac/GO/PEDOT:PSS的混合物溶液中10～15min后，干燥1～4h，使得基底表面形成Ac/GO/PEDOT:PSS复合薄膜。然后将所述基底浸入去离子水中 10～15min进行水洗，去除复合薄膜中的Ac，得到表面包覆有GO/PEDOT:PSS 复合薄膜的基底材料。进一步将基底材料依次浸入高氯酸和氢碘酸中10～15min进行酸处理，获得表面包覆RGO/PEDOT复合薄膜的基底。为了获得所需的连续高导电性的表面沉积有RGO/PEDOT复合薄膜的基底，本实施例中可以根据需要反复执行前述步骤中的浸涂和酸处理操作。优选地，本实施例中所述浸涂和酸处理的次数为5～15次。
具体实施时，PEDOT:PSS中PSS量增加时，由于PSS为两亲性表面活性剂，其加入有助于增强GO的分散性，进而提高后续中RGO/PEDOT导电性。但是PSS不导电，当PSS量加入过多时，对体系导电率的削弱越明显。因此，本实施例在获得表面包覆有GO/PEDOT:PSS复合薄膜的基底材料后，进一步将所述基底材料浸泡于高氯酸中进行酸处理，酸处理使得PSS链远离PEDOT 链，在一定的区域内PEDOT富集，使得PEDOT:PSS发生内部结构重构，形成有序结构，PEDOT:PSS的电导率也随之获得极大提高。
具体实施时，本实施例中还通过使用氢碘酸还原GO/PEDOT:PSS复合薄膜中的GO得到还原氧化石墨烯(RGO)，进一步提高该多孔骨架的电导率。氢碘酸是一种常用的GO还原剂，可以显著消除附着于其上的含氧官能团，并有效地修复相应的结构缺陷。
进一步地，高氯酸浓度过高，PEDOT:PSS中的PSS去除过多，由前述步骤中提到，PSS量过低时，GO在PEDOT:PSS中的分散性不好，后续中 RGO/PEDOT导电性差；而高氯酸浓度偏低时，PSS量过高，由于PSS不导电，对体系导电率的削弱越明显。氢碘酸的浓度同样会影响GO/PEDOT:PSS 薄膜中GO还原。优选地，本实施例中所述高氯酸浓度为20wt％～70wt％；所述氢碘酸浓度为20wt％～57wt％。
S4、在所述表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底上电沉积苯胺，得到氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯胺电极材料。
为了进一步提高RGO/PEDOT的电容，本实施例中得到表面包覆有 RGO/PEDOT复合薄膜的基底后，进一步在所述基底上电沉积具有赝电容特性的聚苯胺(PANI)纳米棒，在基底材料表面形成具有多层次结构的复合薄膜 RGO/PEDOT/PANI，从而提供了充足的、可以进行快速可逆电化学反应的活性位点。
具体实施时，本实施例中在电沉积时以表面包覆有RGO/PEDOT复合薄膜的基底为工作电极，Pt网和饱和甘汞电极分别为对电极和参比电极，含有苯胺单体的高氯酸溶液为电解质，恒定电压下电沉积，得到表面沉积有 RGO/PEDOT/PANI复合薄膜的基底。电沉积结束后，将所述基底用去离子水洗涤后，在烘箱中干燥得到RGO/PEDOT/PANI电极材料。优选地，本实施例中电沉积结束后，用去离子水洗涤5～7次后，在60℃～80℃下干燥12～24h。
具体实施时，随着电沉积时间的缩短，PANI纳米棒在RGO/PEDOT多孔骨架上不能充分生长，导致PANI负载量低，无法提供充足的电化学反应位点，最终造成电容减小；而随着电沉积时间的延长，PANI纳米棒过度生长，堵塞了RGO/PEDOT骨架的多孔结构，阻碍了电解质的有效渗透和电子/离子的快速迁移，这些均会导致比电容的减小。同样，电沉积时的电压也会影响PANI 纳米棒在RGO/PEDOT骨架上的生长。优选地，本实施例中所述电沉积时间为15～25min，所述恒定电压为0.7～0.8V。
在又一实施例中，本发明还提供一种线型超级电容器，所述线型超级电容器包括前述步骤中的线型超级电容器用电极材料。在本发明的一具体实施例中，该线型超级电容器的制备方法为，将前述步骤中制备的 GO/PEDOT/PANI电极材料在电解液中进行第一次浸泡，悬挂晾干，获得涂覆有电解液的电极材料。然后将涂覆有电解液的电极材料紧密并排，浸入电解液中进行第二次浸泡，悬挂晾干，获得线型超级电容器。
具体地，电解液和浸泡时间可以根据需要设定。在一具体实施例中，所述电解液为PVA/H3PO4电解液，所述PVA/H3PO4电解液通过使用5～10g PVA， 5～10mL H3PO4和50～75mL去离子水在85℃～95℃水浴中持续搅拌24～36h反应制备而成。所述第一次浸泡时间为10～25min，第一次浸泡后在25℃～50℃下悬挂晾干1～3h；所述第二次浸泡时间为5～10min，第二次浸泡后在25℃～50℃下悬挂晾干3～5h，获得线型超级电容器。
本发明将在GO与PEDOT:PSS中加入Ac，通过水洗去除Ac，形成有利于电解质渗透的GO/PEDOT:PSS复合薄膜多孔结构，增加GO/PEDOT:PSS复合薄膜的表面积和反应位点；然后通过高氯酸和氢碘酸对获得的 GO/PEDOT:PSS薄膜进行酸处理，去除GO/PEDOT:PSS复合薄膜中部分PSS 和还原GO，进一步提高了复合薄膜的导电性；最后再复合薄膜表面电沉积具有优异赝电容的PANI纳米棒，从而形成具有多孔、多层次结构的 RGO/PEDOT/PANI复合薄膜电极。
下面通过具体实施例对本发明进行进一步的解释说明。
实施例1
(1)将10.5mg的GO(厚度为2～50nm，横向尺寸在1～25um，浓度在2～5mg/mL)和90mg的抗坏血酸加入到3ml浓度为5mg/ml的PEDOT:PSS水分散溶液中，然后置于23℃～30℃水浴中超声处理1h以上，得到抗坏血酸/ 氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸的混合物溶液；
(2)选择绝缘棉纱线作为线性超电容的基底，将该绝缘棉纱线浸入前述步骤中的抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸的混合物溶液中维持10～15min，干燥2h，然后将基底浸入去离子水中5～10min，去除造孔剂Ac，得到表面包覆有GO/PEDOT:PSS复合薄膜的基底。
(3)将表面包覆有GO/PEDOT:PSS复合薄膜的基底依次在高氯酸和氢碘酸中浸泡5～10min，然后重复执行步骤(2)和(3)5～15次，获得表面包覆有RGO/PEDOT复合薄膜的基底；
(4)以表面包覆有RGO/PEDOT复合薄膜的基底作为工作电极，Pt网和饱和甘汞电极分别为对电极和参比电极，0.7～0.8V恒定电压下电沉积15min，得到RGO/PEDOT/PANI电极材料；
(5)将两根相似长度的RGO/PEDOT/PANI电极材料浸泡于PVA/H3PO4电解液中10～25min，然后在25℃下，悬挂晾干1～3h。将两根电极材料再次浸泡于PVA/H3PO4电解液中5～10min，然后在25℃下，悬挂晾干3～5h，获得线型超级电容器。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，唯一不同的是第(1)步中Vc的用量是 PEDOT:PSS的0wt％、200wt％、400wt％、600wt％、680wt％。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，唯一不同的是第(4)步中电沉积时间分别为0min、5min、10min、20min。
图1是实施例1中制备的GO/PEDOT:PSS薄膜、RGO/PEDOT薄膜与 RGO/PEDOT/PANI薄膜的CV曲线图。由图1中CV曲线的封闭区域可以发现，其面积在上述连续处理步骤后持续增大，这表明分层和多孔结构设计可以明显改善复合薄膜的超电容性能。
图2a、图2b和图2c为原始绝缘棉纱线SEM图，图2d、图2e和2f为表面包覆有RGO/PEDOT复合薄膜棉纱线的SEM图，图2g、图2h和2i为表面包覆有RGO/PEDOT/PANI复合薄膜棉纱线的SEM图。由图2可以看出，原始绝缘棉纱线表面光滑；在涂覆了GO/PEDOT:PSS和进行酸处理后，这些纤维会被导电的RGO/PEDOT复合薄膜紧紧包裹，形成粗糙表面；同时，由于纤维与RGO/PEDOT层之间的紧密接触，棉纱线形成连续高导电网络。随后， PANI纳米棒可以电沉积在该导电纱线的RGO/PEDOT涂层上，形成基于 RGO/PEDOT/PANI复合体系的棉纱线电极。
图3是实施例2中Ac添加量为PESOT:PSS的0wt％、200wt％、400wt％、 600wt％、680wt％时，获得的RGO/PEDOT薄膜的比电容曲线。由图3可知， Ac的添加量为PESOT:PSS的600wt％时，RGO/PEDOT电极的电容量达到 228F/g，几乎是未添加Ac时的两倍。
图4a和图4b为不同尺度的多孔RGO/PEDOT骨架的SEM图；图4c、图 4d、图4e和图4f为实施例3中PANI电沉积持续时间分别为5min、10min、 15min和20min时制备的RGO/PEDOT/PANI复合薄膜的SEM图。图5为实施例3中，电沉积时间为0min、5min、10min、15min和20min时， RGO/PEDOT/PANI电极的比电容曲线图。由图4和图5可以看出，当电沉积时间较短(图4c、图4d)，导致PANI负载量低，无法提供充足的电化学反应位点，最终造成了电容减小；而随着电沉积时间的延长(图4f)，PANI纳米棒过度生长，堵塞了RGO/PEDOT骨架的多孔结构，阻碍了电解质的有效渗透和电子/离子的快速迁移，这些均会导致比电容的减小，最佳电沉积时间为 15min。
综上所述，本发明公开了线型超级电容器用电极材料及其制备方法与超级电容器，所述制备方法包括将氧化石墨烯和抗坏血酸加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液中，得到混合物溶液；将基底浸入所述混合物溶液中，经预定时间后，得到表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)- 聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底；对所述表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚 (3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底进行水洗和酸处理，得到表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底；在所述表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底上电沉积苯胺，得到氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯胺电极材料。本发明制备的电极材料具有相互连接的导电框架结构，确保了电子和离子的有效传输和电解质的成功渗透，同时增加了反应的表面积，所设计的分层结构为快速电化学反应提供了充分的反应位点，而柔性导电框架的缓冲作用有利于薄膜电极在长期循环和反复变形过程中保持结构稳定，带来了优秀的循环稳定性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.线型超级电容器用电极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将氧化石墨烯和抗坏血酸加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液中，得到混合物溶液；
将基底浸入所述混合物溶液中，经预定时间后，得到表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底；
对所述表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底进行水洗和酸处理，得到表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底；
在所述表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底上电沉积苯胺，得到氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯胺电极材料。
2.根据权利要求1所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其特征在于，所述将氧化石墨烯和抗坏血酸加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液中，得到混合物溶液的步骤包括：
将氧化石墨烯和抗坏血酸加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液中，水浴中进行超声处理，得到混合物溶液。
3.根据权利要求2所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯、所述抗坏血酸与所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸的质量比为0.3～1:2～6.8:1。
4.根据权利要求2所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其特征在于，所述水浴温度为23℃～30℃；所述超声处理时间为1h以上。
5.根据权利要求1所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其特征在于，所述对所述表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底进行水洗和酸处理，得到表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底的步骤包括：
将所述表面包覆有抗坏血酸/氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合薄膜的基底依次浸泡于去离子水、高氯酸和氢碘酸中10～15min进行水洗和酸处理，得到表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底。
6.根据权利要求5所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其特征在于，所述高氯酸浓度为20wt％～70wt％；所述氢碘酸浓度为20wt％～57wt％。
7.根据权利要求1所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其特征在于，所述在所述表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底上电沉积苯胺，得到氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯胺电极材料的步骤包括：
以所述表面包覆有还原氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合薄膜的基底为工作电极，Pt网和饱和甘汞电极分别为对电极和参比电极，含有苯胺单体的高氯酸溶液为电解质，恒定电压下电沉积，得到氧化石墨烯/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯胺电极材料。
8.根据权利要求7所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法，其特征在于，所述电沉积时间为15～25min；所述恒定电压为0.7～0.8V。
9.一种线型超级电容器用电极材料，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的线型超级电容器用电极材料的制备方法制备而成。
10.一种线型超级电容器，其特征在于，至少包括如权利要求9所述的线型超级电容器用电极材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Huang Yang Inventor before: Huang Yang |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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