CN112908726B - 一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法 - Google Patents
一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112908726B CN112908726B CN202110149739.9A CN202110149739A CN112908726B CN 112908726 B CN112908726 B CN 112908726B CN 202110149739 A CN202110149739 A CN 202110149739A CN 112908726 B CN112908726 B CN 112908726B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sodium alginate
- acrylamide
- methacrylic acid
- sulfonic acid
- acid betaine
- 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
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 30
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 161
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims abstract description 161
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims abstract description 161
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 claims abstract description 161
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 151
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 claims abstract description 151
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 146
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 134
- YPEMKASELPCGPB-UHFFFAOYSA-N 2-methylprop-2-enoic acid;prop-2-enamide Chemical compound NC(=O)C=C.CC(=C)C(O)=O YPEMKASELPCGPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 125
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims abstract description 68
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 34
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 32
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 22
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229940117986 sulfobetaine Drugs 0.000 claims abstract description 16
- PSBDWGZCVUAZQS-UHFFFAOYSA-N (dimethylsulfonio)acetate Chemical compound C[S+](C)CC([O-])=O PSBDWGZCVUAZQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 11
- FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 1,3-Propane sultone Chemical compound O=S1(=O)CCCO1 FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 80
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 40
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 27
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 7
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 6
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011837 N,N-methylenebisacrylamide Substances 0.000 claims description 3
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 3
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 6
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 5
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011263 electroactive material Substances 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
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
- H01G11/84—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)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，包括甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体，所述甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的制备过程为：将0.01‑0.5摩尔的1,3‑丙烷磺酸内酯和0.05‑0.2摩尔的乙腈混合均匀后，在20‑30℃下搅拌6‑24小时，然后静置12‑60小时，得到的白色沉淀物用乙腈和丙酮反复抽滤、离心、冲洗，得到甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体。该双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法利用聚苯胺的杂化使得聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺‑甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极在酸性电解液中具有较高的比电容，聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺‑甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶电极在0.2mA/cm2的电流密度下比电容达138mF/cm。
Description
技术领域
本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法。
背景技术
柔性电子设备因其在电子皮肤、人体生理活动监测、假肢和可拉伸触摸屏等方面的巨大应用而引起了越来越多的关注，因此，有必要寻求先进的可拉伸储能设备为柔性电子设备提供动力，无疑，可拉伸固态超级电容器可以满足柔性电子设备的性能要求，且兼具安全性。
可拉伸固态超级电容器不但具备普通超级电容器功率密度高、循环寿命长、安全、成本低等优点，而且其良好的可拉伸性和柔韧性使其能够很好地与可穿戴系统进行集成，可拉伸固态超级电容器就是在保证器件的功能特性(质量/体积能量密度、质量/体积功率密度、循环寿命、稳定性)与工业规模化生产适宜度的前提下，改善与应用情景(可拉伸、弯折等)相适应的力学性能。
可拉伸固态超级电容器的现有技术主要有两大类，一类是基于可弯曲的电活性材料，将其设计成特定的结构，如波浪状膜或者螺旋盘绕纤维；另一类是在柔性基底上用可拉伸的导线连接不可拉伸的储能组元的岛链结构。
第一类技术涉及的可拉伸活性材料主要基于碳材料，包括碳纳米管和石墨烯等，制备方法涉及模板的制备、移除等，但因碳基电极材料本身的限制，相应的超级电容器的电容量普遍不高，例如，Zhang等(Nitrogen-Doped Core-Sheath Carbon Nanotube Arrayfor Highly Stretchable Supercapacitor.2017.Adv.Energy Mater.)将聚氨酯(PU)涂覆到N掺杂的碳纳米管(CNT)阵列上,制备出NCNT/PU膜,然后将聚乙烯醇(PVA)凝胶电解质夹于两层NCNT/PU薄膜之间形成三明治结构的可拉伸固态超级电容器，所得超级电容器可承受400％的应变，比电容仅为31.1mF/cm2；专利ZL201510165881.7利用化学气相沉积法在泡沫镍上制备石墨烯/镍，在柔性衬底上涂覆石墨烯/镍，得到可拉伸石墨烯/镍颗粒电极，以PVA为固态电解质，组装成可拉伸固态超级电容器，所得电容器虽离子电导率较高，但拉伸性能较差。
第二类技术中的岛链结构需要采用微纳加工技术，微纳加工技术包括器件的固定和封装，以及连接导线的设计，该技术复杂，且成本较高，Kim等(Fabrication of aStretchable Solid-State Micro-Supercapacitor Array.2013.ACS nano.)采用微纳加工技术，用弯曲的Ti/Au导线连接每个单臂碳纳米管电极，组装成可拉伸固态超级电容器，用聚酰亚胺封装，该器件可承受30％的应变，最大比电容为55.3F/g。
现有的可拉伸固态超级电容器的技术都存在以下缺点：
(1)弹性基底虽赋予活性材料一定的拉伸性能，但其在可拉伸固态超级电容器中所占比重过大，且不具有电化学活性，不利于器件的轻薄化；
(2)在反复拉伸变形后，活性物质易于与弹性基底脱离，从而导致电化学性能降低；
(3)基于碳材料的可拉伸固态超级电容器的拉伸性能、比电容和能量密度较低，很难满足需求，且制备步骤繁琐，难以大规模生产；
因此，设计出一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，对于目前储能技术领域来说是迫切需要的，
发明内容
本发明提供一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，以解决现有技术存在的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明的实施例，一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，包括甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体、海藻酸钠溶液和固态超级电容器，所述甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的制备过程为：将0.01-0.5摩尔的1,3-丙烷磺酸内酯和0.05-0.2摩尔的乙腈混合均匀后，添加到0.01-0.5摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.1-0.3摩尔的乙腈的混合物中，在20-30℃下搅拌6-24小时，然后静置12-60小时，得到的白色沉淀物用乙腈和丙酮反复抽滤、离心、冲洗，得到甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体；
所述海藻酸钠溶液的制备过程为：将0.2-2.5毫摩尔海藻酸钠添加到去离子水中，室温下搅拌得到均匀的溶液，然后在室温-50℃下继续搅拌0.5-3小时，得到海藻酸钠溶液；
海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：将丙烯酰胺和甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体加入到海藻酸钠溶液中，再加入0.01-0.2毫摩尔N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.01-0.2毫摩尔过硫酸铵，混合均匀，将混合液浇铸到特定模具中原位聚合形成海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：取0.2-5克海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，将凝胶浸泡在苯胺的酸性溶液中2-24小时，得到墨绿色的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的制备过程为：将干燥后的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶分别真空浸泡在一定浓度的酸性电解液中1-72小时，分别获得聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质；
所述固态超级电容器的组装过程为：以海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质为夹层，将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极与海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质组装成“三明治”结构的可拉伸固态超级电容器。
进一步地，所述海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶制备过程中丙烯酰胺与甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的摩尔比为1:10-20:1之间，海藻酸钠的浓度为0.02-0.25摩尔/升。
进一步地，所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶制备过程中苯胺的酸性溶液的配制方法为将苯胺溶解于酸性溶液中，控制苯胺的浓度在20-500毫摩尔/升。
进一步地，所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的制备过程中的酸性电解液为硫酸、高氯酸中的任一种，酸性电解液的浓度为1-3摩尔/升。
本发明具有如下优点：
一：该双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法中以海藻酸钠纤维作为第一网络用于提供三维交织结构，有效提高了电容器的力学性能，丙烯酰胺和磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯共聚物作为第二网络为电解质提供三维网络通道和骨架，同时还有助于提升保水性能，电解液在双网络通道中被充分利用，从而使海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶水凝胶电解质具有超高的离子电导率，海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的离子电导率高达1.7×10-1S/cm，高于现有已公开报道的凝胶聚合物类电解质(GPE)的离子电导率；
二：该双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法利用聚苯胺的杂化使得聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极在酸性电解液中具有较高的比电容，聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶电极在0.2mA/cm2的电流密度下比电容达138mF/cm2；
三：该双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法制得的固态超级电容器在0.2mA/cm2的电流密度下经3000次充放电循环后比电容保持93％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明中双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的设计原理示意图；
图2为本发明中可拉伸双网络凝胶电解质(a)及凝胶电极(b)的电镜扫描结构示意图；
图3为本发明中可拉伸双网络水凝胶电解质的Nyquist曲线示意图；
图4为本发明中可拉伸固态超级电容器在不同扫速下的循环伏安曲线示意图；
图5为本发明中可拉伸固态超级电容器在0.2mA/cm2电流密度下的循环稳定性曲线示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种技术方案：
一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，包括甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体、海藻酸钠溶液和固态超级电容器，所述甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的制备过程为：将0.01-0.5摩尔的1,3-丙烷磺酸内酯和0.05-0.2摩尔的乙腈混合均匀后，添加到0.01-0.5摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.1-0.3摩尔的乙腈的混合物中，在20-30℃下搅拌6-24小时，然后静置12-60小时，得到的白色沉淀物用乙腈和丙酮反复抽滤、离心、冲洗，得到甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体；
所述海藻酸钠溶液的制备过程为：将0.2-2.5毫摩尔海藻酸钠添加到去离子水中，室温下搅拌得到均匀的溶液，然后在室温-50℃下继续搅拌0.5-3小时，得到海藻酸钠溶液；
海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：将丙烯酰胺和甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体加入到海藻酸钠溶液中，再加入0.01-0.2毫摩尔N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.01-0.2毫摩尔过硫酸铵，混合均匀，将混合液浇铸到特定模具中原位聚合形成海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：取0.2-5克海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，将凝胶浸泡在苯胺的酸性溶液中2-24小时，得到墨绿色的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的制备过程为：将干燥后的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶分别真空浸泡在一定浓度的酸性电解液中1-72小时，分别获得聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质；
所述固态超级电容器的组装过程为：以海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质为夹层，将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极与海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质组装成“三明治”结构的可拉伸固态超级电容器。
本发明中：所述海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶制备过程中丙烯酰胺与甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的摩尔比为1:10-20:1之间，海藻酸钠的浓度为0.02-0.25摩尔/升。
本发明中：所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶制备过程中苯胺的酸性溶液的配制方法为将苯胺溶解于酸性溶液中，控制苯胺的浓度在20-500毫摩尔/升。
本发明中：所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的制备过程中的酸性电解液为硫酸、高氯酸中的任一种，酸性电解液的浓度为1-3摩尔/升。
本发明在以上技术方案的基础上还提供了如下几种实施例：
实施例1：
一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，包括甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体、海藻酸钠溶液和固态超级电容器，所述甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的制备过程为：将0.02摩尔的1,3-丙烷磺酸内酯和0.06摩尔的乙腈混合均匀后，添加到0.02摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.1摩尔的乙腈的混合物中，在20℃下搅拌12小时，然后静置12小时，得到的白色沉淀物用乙腈和丙酮反复抽滤、离心、冲洗，得到甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体；
所述海藻酸钠溶液的制备过程为：将0.5毫摩尔海藻酸钠添加到去离子水中，室温下搅拌得到均匀的溶液，然后在50℃下继续搅拌0.5小时，得到海藻酸钠溶液；
所述海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：将摩尔比为1:1的丙烯酰胺和甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体加入到浓度为0.05摩尔/升的海藻酸钠溶液中，再加入0.02毫摩尔N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.02毫摩尔过硫酸铵，混合均匀，将混合液浇铸到特定模具中原位聚合形成海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：取0.5克海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，将凝胶浸泡在苯胺的盐酸溶液中10小时，苯胺的浓度为100毫摩尔/升，盐酸的浓度为1摩尔/升，得到墨绿色的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的制备过程为：将干燥后的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶分别真空浸泡在3摩尔/升的H2SO4电解液中8小时，分别获得聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质；
所述固态超级电容器的组装过程为：以海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质为夹层，将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极与海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质组装成“三明治”结构的可拉伸固态超级电容器。
该实施例制备的可拉伸双网络水凝胶电解质和水凝胶电极拉伸前后的光学图如图2所示，可见该实施例制备的可拉伸双网络水凝胶和水凝胶电极具有优异的拉伸性能。
实施例2：
一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，包括甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体、海藻酸钠溶液和固态超级电容器，所述甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的制备过程为：将0.02摩尔的1,3-丙烷磺酸内酯和0.06摩尔的乙腈混合均匀后，添加到0.02摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.1摩尔的乙腈的混合物中，在20℃下搅拌12小时，然后静置12小时，得到的白色沉淀物用乙腈和丙酮反复抽滤、离心、冲洗，得到甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体；
所述海藻酸钠溶液的制备过程为：将1.2毫摩尔海藻酸钠添加到去离子水中，室温下搅拌得到均匀的溶液，然后在50℃下继续搅拌0.5小时，得到海藻酸钠溶液；
所述海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：将摩尔比为5:1的丙烯酰胺和甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体加入到浓度为0.12摩尔/升的海藻酸钠溶液中，再加入0.02毫摩尔N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.02毫摩尔过硫酸铵，混合均匀，将混合液浇铸到特定模具中原位聚合形成海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：取0.8克海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，将凝胶浸泡在苯胺的盐酸溶液中12小时，苯胺的浓度为150毫摩尔/升，盐酸的浓度为1摩尔/升，得到墨绿色的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的制备过程为：将干燥后的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶分别真空浸泡在1摩尔/升的HClO4电解液中24小时，分别获得聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质；
所述固态超级电容器的组装过程为：以海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质为夹层，将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极与海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质组装成“三明治”结构的可拉伸固态超级电容器。
该实施例制备的可拉伸双网络凝胶电解质及凝胶电极的电镜扫描结构示意图如图2所示，可见该实施例制备的双网络凝胶电解质及凝胶电极呈三维多孔网络结构。
实施例3：
一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，包括甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体、海藻酸钠溶液和固态超级电容器，所述甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的制备过程为：将0.02摩尔的1,3-丙烷磺酸内酯和0.06摩尔的乙腈混合均匀后，添加到0.02摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.1摩尔的乙腈的混合物中，在20℃下搅拌12小时，然后静置12小时，得到的白色沉淀物用乙腈和丙酮反复抽滤、离心、冲洗，得到甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体；
所述海藻酸钠溶液的制备过程为：将1.8毫摩尔海藻酸钠添加到去离子水中，室温下搅拌得到均匀的溶液，然后在50℃下继续搅拌0.5小时，得到海藻酸钠溶液；
所述海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：将摩尔比为2:1的丙烯酰胺和甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体加入到浓度为0.15摩尔/升的海藻酸钠溶液中，再加入0.02毫摩尔N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.02毫摩尔过硫酸铵，混合均匀，将混合液浇铸到特定模具中原位聚合形成海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：取1.0克海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，将凝胶浸泡在苯胺的盐酸溶液中18小时，苯胺的浓度为200毫摩尔/升，盐酸的浓度为1摩尔/升，得到墨绿色的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的制备过程为：将干燥后的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶分别真空浸泡在1摩尔/升的H2SO4电解液中3小时，分别获得聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺
-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质；
所述固态超级电容器的组装过程为：以海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质为夹层，将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极与海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质组装成“三明治”结构的可拉伸固态超级电容器。
该实施例制备的可拉伸双网络凝胶电解质的Nyquist曲线如图3所示，可见该实施例制备的可拉伸双网络水凝胶电解质在高频区具有较低的电荷转移电阻，说明其具有较高的离子电导率。
实施例4：
一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，包括甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体、海藻酸钠溶液和固态超级电容器，所述甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的制备过程为：将0.02摩尔的1,3-丙烷磺酸内酯和0.06摩尔的乙腈混合均匀后，添加到0.02摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.1摩尔的乙腈的混合物中，在20℃下搅拌12小时，然后静置12小时，得到的白色沉淀物用乙腈和丙酮反复抽滤、离心、冲洗，得到甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体；
所述海藻酸钠溶液的制备过程为：将2.5毫摩尔海藻酸钠添加到去离子水中，室温下搅拌得到均匀的溶液，然后在50℃下继续搅拌0.5小时，得到海藻酸钠溶液；
所述海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：将摩尔比为3:1的丙烯酰胺和甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体加入到浓度为0.2摩尔/升的海藻酸钠溶液中，再加入0.02毫摩尔N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.02毫摩尔过硫酸铵，混合均匀，将混合液浇铸到特定模具中原位聚合形成海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：取1.5克海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，将凝胶浸泡在苯胺的盐酸溶液中24小时，苯胺的浓度为50毫摩尔/升，盐酸的浓度为1摩尔/升，得到墨绿色的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的制备过程为：将干燥后的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶分别真空浸泡在1摩尔/升的H2SO4电解液中24小时，分别获得聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质；
所述固态超级电容器的组装过程为：以海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质为夹层，将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极与海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质组装成“三明治”结构的可拉伸固态超级电容器。
该实施例制备的可拉伸固态超级电容器在不同扫速下的循环伏安曲线如图4所示，可见该可拉伸固态超级电容器具有优异的倍率特性；该可拉伸固态超级电容器在0.2mA/cm2的电流密度下的循环稳定性曲线如图5所示，可见该可拉伸固态超级电容器具有良好的循环稳定性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，包括甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体、海藻酸钠溶液和固态超级电容器，其特征在于：所述甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的制备过程为：将0.01-0.5摩尔的1,3-丙烷磺酸内酯和0.05-0.2摩尔的乙腈混合均匀后，添加到0.01-0.5摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.1-0.3摩尔的乙腈的混合物中，在20-30℃下搅拌6-24小时，然后静置12-60小时，得到的白色沉淀物用乙腈和丙酮反复抽滤、离心、冲洗，得到甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体；
所述海藻酸钠溶液的制备过程为：将0.2-2.5毫摩尔海藻酸钠添加到去离子水中，室温下搅拌得到均匀的溶液，然后在室温-50℃下继续搅拌0.5-3小时，得到海藻酸钠溶液；
海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：将丙烯酰胺和甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体加入到海藻酸钠溶液中，再加入0.01-0.2毫摩尔N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.01-0.2毫摩尔过硫酸铵，混合均匀，将混合液浇铸到特定模具中原位聚合形成海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶的制备过程为：取0.2-5克海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，将凝胶浸泡在苯胺的酸性溶液中2-24小时，得到墨绿色的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶，成型后将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶在去离子水中浸泡并低速搅拌48小时，每隔4小时更换一次去离子水，将清洗干净的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶置于50℃烘箱干燥24小时；
聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的制备过程为：将干燥后的聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶分别真空浸泡在浓度为1-3摩尔/升的酸性电解液中1-72小时，分别获得聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质；
所述固态超级电容器的组装过程为：以海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质为夹层，将聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极与海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质组装成“三明治”结构的可拉伸固态超级电容器。
2.根据权利要求1所述的一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，其特征在于：所述海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶制备过程中丙烯酰胺与甲基丙烯酸磺酸甜菜碱单体的摩尔比为1:10-20:1之间，海藻酸钠的浓度为0.02-0.25摩尔/升。
3.根据权利要求1所述的一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，其特征在于：所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物凝胶制备过程中苯胺的酸性溶液的配制方法为将苯胺溶解于酸性溶液中，控制苯胺的浓度在20-500毫摩尔/升。
4.根据权利要求1所述的一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法，其特征在于：所述聚苯胺/海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电极和海藻酸钠/丙烯酰胺-甲基丙烯酸磺酸甜菜碱共聚物水凝胶电解质的制备过程中的酸性电解液为硫酸、高氯酸中的任一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110149739.9A CN112908726B (zh) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | 一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110149739.9A CN112908726B (zh) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | 一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112908726A CN112908726A (zh) | 2021-06-04 |
| CN112908726B true CN112908726B (zh) | 2022-11-15 |
Family
ID=76121849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110149739.9A Active CN112908726B (zh) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | 一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112908726B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113764201B (zh) * | 2021-07-06 | 2023-07-21 | 深圳大学 | 超级电容器及其制备方法、植入方法和可植入电子医疗设备 |
| CN113964382B (zh) * | 2021-10-21 | 2023-11-03 | 南京大学 | 一种全水凝胶电池及其制备方法 |
| CN114256000B (zh) * | 2021-12-23 | 2024-01-30 | 杭州电子科技大学 | 基于pva-pma-sa-ta可自愈凝胶的非对称超级电容器的组装方法 |
| CN114773627B (zh) * | 2022-04-22 | 2024-03-08 | 沈阳大学 | 一种三维互连多级大孔结构凝胶聚合物电解质的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014149181A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Washington State University | Gum-like electrolytes and methods of making the same |
| WO2018209716A1 (zh) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | 西南石油大学 | 一种磺酸盐甜菜碱型疏水缔合聚合物及其制备方法 |
| CN109971042A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-07-05 | 浙江工业大学 | 一种高强度双网络两性离子水凝胶及其制备方法 |
| CN109970999A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-07-05 | 浙江工业大学 | 一种壳聚糖/聚磺酸基甜菜碱离子供价双网络水凝胶及其制备方法 |
| CN110437472A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-11-12 | 浙江工业大学 | 一种高强度、盐响应的双网络水凝胶及其应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100358107B1 (ko) * | 2000-12-18 | 2002-10-25 | 한국전자통신연구원 | 산화환원형 초고용량 커페시터 및 그 제조방법 |
| CN106749888A (zh) * | 2016-11-15 | 2017-05-31 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种复杂结构双网络水凝胶管的制备方法 |
-
2021
- 2021-02-03 CN CN202110149739.9A patent/CN112908726B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014149181A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Washington State University | Gum-like electrolytes and methods of making the same |
| WO2018209716A1 (zh) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | 西南石油大学 | 一种磺酸盐甜菜碱型疏水缔合聚合物及其制备方法 |
| CN109971042A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-07-05 | 浙江工业大学 | 一种高强度双网络两性离子水凝胶及其制备方法 |
| CN109970999A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-07-05 | 浙江工业大学 | 一种壳聚糖/聚磺酸基甜菜碱离子供价双网络水凝胶及其制备方法 |
| CN110437472A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-11-12 | 浙江工业大学 | 一种高强度、盐响应的双网络水凝胶及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 凝胶聚合物电解质在固态超级电容器中的研究进展;屈晨滢;《储能科学与技术》;20200531;第9卷(第3期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112908726A (zh) | 2021-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112908726B (zh) | 一种双网络全水凝胶可拉伸固态超级电容器的制备方法 | |
| Wang et al. | Flexible supercapacitor: overview and outlooks | |
| Li et al. | Wide temperature-tolerant polyaniline/cellulose/polyacrylamide hydrogels for high-performance supercapacitors and motion sensors | |
| CN108630462B (zh) | 一种纳米纤维基一体化薄膜超级电容器及其制备方法 | |
| CN110136968B (zh) | 导电聚吡咯水凝胶电极材料、其制备方法及可拉伸超级电容器 | |
| Shao et al. | Stretchable supercapacitors: from materials and structures to devices | |
| CN110387061B (zh) | 一种中空结构的MXene-PDMS复合泡沫及其制备方法和应用 | |
| CN111370703B (zh) | 可弯折的异形电池 | |
| CN113402651B (zh) | 高强度自愈合水凝胶电解质的制备方法及其组装的柔性超级电容器、制备方法 | |
| Lokhande et al. | New‐generation materials for flexible supercapacitors | |
| Liu et al. | Synchronous dual roles of copper sulfide on the insulating PET fabric for high-performance portable flexible supercapacitors | |
| Yang et al. | Highly-efficient dendritic cable electrodes for flexible supercapacitive fabric | |
| Wang et al. | MXene/silver nanowire-based spring frameworks for highly flexible waterproof supercapacitors and piezoelectrochemical-type pressure-sensitive sensor devices | |
| Ren et al. | In situ deposited multilayer integrated hydrogels for deformable and stretchable supercapacitors | |
| CN109326450B (zh) | 一种染料敏化太阳能电池对电极材料及制备方法 | |
| Wang et al. | Stretchable and shelf-stable all-polymer supercapacitors based on sealed conductive hydrogels | |
| CN108659250B (zh) | 一种硫掺杂还原氧化石墨烯复合薄膜的制备方法 | |
| CN105869901A (zh) | 一种结构可控的碳纳米纤维复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN115021608A (zh) | 一种高性能剑麻纳米纤维素膜基摩擦纳米发电机的制备方法 | |
| Du et al. | Polyaniline Nanowire Array-Assisted Surface Oxidation of Carbon Cloth for Superior Flexible Solid-State Supercapacitors | |
| Fan et al. | Growth of NiCo2O4 nanotubes@ MnO2 sheet core-shell arrays on 3D hierarchical porous carbon aerogels as superior electrodes for supercapacitors | |
| CN111627717B (zh) | 碳纤维布/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)纳米管复合材料及其制备方法 | |
| CN111128559A (zh) | 一种织物基金属/金属氢氧化物柔性复合材料的制备方法 | |
| Pothu et al. | Graphene-based materials for self-healable supercapacitors | |
| CN110085434A (zh) | 螺旋状Ni(OH)2纳米片/氮掺杂石墨烯/碳管复合膜的制备方法及应用 |
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 |