CN113506684A - 一种用于柔性超级电容器的pedot:pss多孔网状膜结构电极材料的制备方法 - Google Patents
一种用于柔性超级电容器的pedot:pss多孔网状膜结构电极材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113506684A CN113506684A CN202110931171.6A CN202110931171A CN113506684A CN 113506684 A CN113506684 A CN 113506684A CN 202110931171 A CN202110931171 A CN 202110931171A CN 113506684 A CN113506684 A CN 113506684A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pedot
- pss
- electrode material
- porous reticular
- fibers
- 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.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 title abstract description 9
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 title description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 title description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 title description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 63
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 63
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 23
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 16
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 7
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims description 7
- -1 Poly ethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BTVWZWFKMIUSGS-UHFFFAOYSA-N dimethylethyleneglycol Natural products CC(C)(O)CO BTVWZWFKMIUSGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 claims description 4
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 4
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 18
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 6
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 238000001548 drop coating Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000010351 charge transfer process Methods 0.000 description 2
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound 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
- H01G11/22—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
- H01G11/48—Conductive polymers
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
一种用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法，以湿纺法制备的PEDOT:PSS纤维为原料，将所制备的PEDOT:PSS纤维分散于水溶液中，经过超声分散、真空抽滤和力学压制，将纤维收集成PEDOT:PSS的二维多孔网状膜结构；该多孔网状膜结构增大了电极材料的比表面积，使电极材料与电解液获得充分接触。与具有简单连续结构的PEDOT:PSS膜相比，以PEDOT:PSS多孔网状膜作为柔性超级电容器电极，显著提高了PEDOT:PSS电极材料的电荷存储能力。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，具体而言，尤其涉及一种用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法。
背景技术
超级电容器是一种可实现快速充放电并具有高安全性、长时间使用寿命的高性能储能设备。随着可穿戴电子器件的迅猛发展，人们对柔性储能装置的需求日益增加。在储能器件中，电极材料是决定其电荷存储性能的关键部分。导电聚合物因其导电性好、柔性强且易于加工成型等特点，被认为是极具发展潜力的新型柔性超级电容器电极材料。目前应用于柔性超级电容器的导电聚合物电极材料主要包括聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等。
聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)是一种已成功商业化的导电聚合物，其材料自身电导率高、环境稳定性好、易于水溶液加工且具有一定的赝电容特性，因此可直接滴涂或旋涂制备为薄膜型柔性电极。然而，这种基于导电聚合物的薄膜电极通常是简单平整的二维连续结构，比表面积很低，电极与电解液只能在薄膜表面形成接触，故而大大制约了电极材料的电荷存储能力。对于导电聚合物电极材料而言，提高导电聚合物电极的比表面积，增加电极与电解液的有效接触，将有利于提高导电聚合物薄膜电极的比电容，推动柔性超级电容器领域的发展。
发明内容
根据上述提出现有技术制备的用于柔性超级电容器的导电聚合物基柔性薄膜型电极材料比电容低的技术问题，而提供一种用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法。利用湿纺法制备PEDOT:PSS纤维，再将所制备的PEDOT:PSS纤维分散于水溶液中经过超声分散、真空抽滤和力学压制收集成二维多孔网状膜结构。
本发明采用的技术手段如下：
一种用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)在导电聚合物PEDOT:PSS水溶液中加入极性溶剂，在恒温加热的条件下磁力搅拌，调节混合液粘度；
(b)将步骤(a)所制备的混合液吸入注射器中，将注射器安装于微量注射泵上，针头出口浸没在有机溶剂凝固浴中，将混合液从注射器中推出进入凝固浴中，在凝固浴中得到连续的PEDOT:PSS纤维；随后，将PEDOT:PSS纤维从凝固浴中取出，在室温环境下垂直悬挂干燥；
(c)对步骤(b)所得PEDOT:PSS纤维进行后处理改性；
(d)取用步骤(c)中改性处理后的PEDOT:PSS纤维，初步将其剪碎；将初步剪碎的PEDOT:PSS纤维放入烧杯中并加入去离子水，利用超声震碎技术将短纤维震碎，得到纤维悬浮液；
(e)利用真空抽滤在滤纸表面收集PEDOT:PSS纤维构成的具有多孔网状结构的纤维膜，对所得到的纤维膜进行力学压制。
进一步地，所述导电聚合物还包括聚苯胺。
进一步地，步骤(a)中采用的极性溶剂为二甲基亚砜或者乙二醇。
进一步地，步骤(b)用于凝固浴的有机溶剂为异丙醇、乙醇、丙酮、乙二醇、二甲基亚砜以及上述有机溶剂与水混合而成的共混溶剂中的任意一种。
进一步地，步骤(c)中改性处理采用在浓硫酸、二甲基亚砜、乙二醇或者硝酸中浸泡的方法
进一步地，初步剪碎之前的PEDOT:PSS纤维的直径范围在50nm-100μm之间。
进一步地，具有多孔网状结构的纤维膜的厚度为0.1μm-1mm。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过湿纺法先制备导电聚合物PEDOT:PSS纤维，再将所制备的纤维收集成多孔网状膜结构作为柔性超级电容器的电极材料，该多孔网状膜结构有利于增大电极材料的比表面积，使电极材料与电解液获得充分接触，从而可大幅度提高PEDOT:PSS电极材料的比电容。
基于上述理由本发明可在电极材料制备等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜的扫描电子显微镜图像。
图2为本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜作为电极，在1M硫酸电解液中的伏安特性曲线。
图3为本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜作为电极，在1M硫酸电解液中的恒流充放电曲线。
图4为本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜作为电极，在1M硫酸电解液中的电化学阻抗图。
图5为本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜作为电极，在1M硫酸电解液中经过10000次循环恒流充放电的比电容稳定性曲线。
图6为分别采用本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜和滴涂法所制备的同等厚度的PEDOT:PSS连续膜作为电极，在1M硫酸电解液中的伏安特性对比图。
图7为分别采用本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜和滴涂法所制备的同等厚度的PEDOT:PSS连续膜作为电极，在1M硫酸电解液中的恒流充放电曲线对比图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)在导电聚合物PEDOT:PSS水溶液中加入百分之五体积分数的极性溶剂二甲基亚砜，在60℃油浴条件下磁力搅拌3小时，使混合液达到1000-10000CPS；
(b)将步骤(a)所制备的混合液吸入注射器中，选用直径为27G的针头组装在注射器的末端，将注射器安装于微量注射泵上，针头出口浸没在有机溶剂(异丙醇)凝固浴中，设定微量注射泵的推进速度为3μL/h，将混合液从注射器中推出进入异丙醇凝固浴中，凝固浴下方与转盘相连，调节转盘速度2rad/min，在凝固浴中得到连续的PEDOT:PSS纤维；PEDOT:PSS纤维在异丙醇凝固浴中静置十分钟后，从凝固浴中取出，在室温环境下垂直悬挂干燥，干燥时在纤维末端悬挂40mg重物以防止纤维在自然状态下发生卷曲；
(c)对步骤(b)所得PEDOT:PSS纤维进行后处理改性：将PEDOT:PSS纤维浸泡在浓硫酸中，在室温条件下静置10分钟，然后将PEDOT:PSS纤维从浓硫酸中取出，并用足量的去离子水清洗，清洗后将PEDOT:PSS纤维垂直悬挂干燥；
(d)取用步骤(c)中改性处理后的PEDOT:PSS纤维，用剪刀初步将其剪碎；将初步剪碎的PEDOT:PSS纤维放入烧杯中并加入去离子水，置于细胞超声粉碎机中超声处理20分钟，利用超声震碎技术，得到纤维悬浮液；
(e)利用真空抽滤在0.45μm滤纸表面收集PEDOT:PSS纤维构成的具有多孔网状结构的纤维膜，使用手动压膜机对所得到的纤维膜进行力学压制，使其结构牢固稳定。
如图1所示为为采用本发明所述制备方法制备的PEDOT:PSS多孔网状膜的扫描电子显微镜图像。
进一步地，所述导电聚合物还包括聚苯胺或其他可溶于水或有机溶剂的导电聚合物类型。
进一步地，步骤(a)中采用的极性溶剂还可以为乙二醇等其他极性溶剂。
进一步地，步骤(b)用于凝固浴的有机溶剂还可以为乙醇、丙酮、乙二醇、二甲基亚砜以及上述有机溶剂与水混合而成的共混溶剂中的任意一种。
进一步地，对湿纺制备的纤维改性可以提高其电导率，步骤(c)中改性处理还可以采用在高沸点溶剂(如二甲基亚砜或乙二醇)或者硝酸中浸泡的方法。
进一步地，初步剪碎之前的PEDOT:PSS纤维的直径范围在50nm-100μm之间。
进一步地，具有多孔网状结构的纤维膜的厚度为0.1μm-1mm。
图2-图5展示的为本发明制备的PEDOT:PSS多孔网状膜作为电极的电化学性能。
图2为本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜作为电极，在1M硫酸电解液中的伏安特性曲线：曲线基本呈现对称形状，这表明反应过程是由双电层电容主导，但也可以同时观察到微小的氧化还原峰，表明充放电过程同时存在氧化还原反应。随着扫描速率的增加，峰值电流也随之增加，电流密度的范围显著提升，这表现为伏安特性线中矩形的面积显著增加，这表明该电极材料具有良好的倍率特性，即在快速充放电过程中，容量衰减较小。
图3为本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜作为电极，在1M硫酸电解液中的恒流充放电曲线：对利用湿纺法制备的多孔网状结构的PEDOT:PSS电极进行了恒流充放电测试，工作电压范围为-0.7-0.4V，电流密度梯度分别选取为3、2、0.75和0.5A/g。前半段电势不断上升，为充电过程；后半段的电势不断下降，为放电过程。可以明显地看出，该方法制备的电极材料GCD图基本呈对称的三角形状，属于典型的双电层储能机理。随着放电过程电流密度的增加，放电时间会缩短。可以由此充放电曲线计算出电极材料在不同电流密度下的比电容数值。
图4为本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜作为电极，在1M硫酸电解液中的电化学阻抗图：前半段圆弧状对应阻抗图的高频区段，由电荷转移过程主导，圆弧的直径越小，电荷转移电阻越小；后半段直线对应于阻抗图的低频区段，由物质转移过程主导，直线斜率越大，离子传输阻抗越小。由图4计算该PEDOT:PSS多孔网状膜电极的电荷转移电阻仅为0.374Ω，推测出该电极材料的电荷转移过程迅速；直线斜率较大，代表着离子传输效率较高。
图5为本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜作为电极，在1M硫酸电解液中经过10000次循环恒流充放电的比电容稳定性曲线：电极材料在多次循环充放电条件下的比电容保持率和库伦效率，比电容保持率和库伦效率越高代表电极材料的循环稳定性越好。
图6和图7为本发明制备的PEDOT:PSS多孔网状膜作为电极和传统滴涂法制备的连续PEDOT:PSS作为电极时的电化学性能对比图。
图6为分别采用本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜和滴涂法所制备的同等厚度的PEDOT:PSS连续膜作为电极，在1M硫酸电解液中的伏安特性对比图：通过PEDOT:PSS多孔网状膜和滴涂法所制备的同等厚度的PEDOT:PSS连续膜作为电极，在1M硫酸电解液中的伏安特性对比图可以看出，前者伏安特性线中的矩形面积明显大于后者，表明PEDOT:PSS多孔网状膜电极的比电容更大。
图7为分别采用本发明所述PEDOT:PSS多孔网状膜和滴涂法所制备的同等厚度的PEDOT:PSS连续膜作为电极，在1M硫酸电解液中的恒流充放电曲线对比图：通过PEDOT:PSS多孔网状膜和滴涂法所制备的同等厚度的PEDOT:PSS连续膜作为电极，在1M硫酸电解液中的恒流充放电曲线对比图可以看出，在相同的放电电流密度下，前者放电时间明显比后者更长，也表明了PEDOT:PSS多孔网状膜电极的比电容更大。
上述实例证明：采用本发明提出的技术方案制备的PEDOT:PSS多孔网状膜电极材料可大幅度提高PEDOT:PSS电极材料的比电容。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(a)在导电聚合物PEDOT:PSS水溶液中加入极性溶剂，在恒温加热的条件下磁力搅拌，调节混合液粘度；
(b)将步骤(a)所制备的混合液吸入注射器中，将注射器安装于微量注射泵上，针头出口浸没在有机溶剂凝固浴中，将混合液从注射器中推出进入凝固浴中，在凝固浴中得到连续的PEDOT:PSS纤维；随后，将PEDOT:PSS纤维从凝固浴中取出，在室温环境下垂直悬挂干燥；
(c)对步骤(b)所得PEDOT:PSS纤维进行后处理改性；
(d)取用步骤(c)中改性处理后的PEDOT:PSS纤维，初步将其剪碎；将初步剪碎的PEDOT:PSS纤维放入烧杯中并加入去离子水，利用超声震碎技术将短纤维震碎，得到纤维悬浮液；
(e)利用真空抽滤在滤纸表面收集PEDOT:PSS纤维构成的具有多孔网状结构的纤维膜，对所得到的纤维膜进行力学压制。
2.根据权利要求1所述的用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法，其特征在于，所述导电聚合物还包括聚苯胺。
3.根据权利要求1所述的用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(a)中采用的极性溶剂为二甲基亚砜或者乙二醇。
4.根据权利要求1所述的用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(b)用于凝固浴的有机溶剂为异丙醇、乙醇、丙酮、乙二醇、二甲基亚砜以及上述有机溶剂与水混合而成的共混溶剂中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(c)中改性处理采用在浓硫酸、二甲基亚砜、乙二醇或者硝酸中浸泡的方法。
6.根据权利要求1所述的用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法，其特征在于，初步剪碎之前的PEDOT:PSS纤维的直径范围在50nm-100μm之间。
7.根据权利要求1所述的用于柔性超级电容器的PEDOT:PSS多孔网状膜结构电极材料的制备方法，其特征在于，具有多孔网状结构的纤维膜的厚度为0.1μm-1mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110931171.6A CN113506684B (zh) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | 一种用于柔性超级电容器的pedot:pss多孔网状膜结构电极材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110931171.6A CN113506684B (zh) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | 一种用于柔性超级电容器的pedot:pss多孔网状膜结构电极材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113506684A true CN113506684A (zh) | 2021-10-15 |
| CN113506684B CN113506684B (zh) | 2022-09-02 |
Family
ID=78015673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110931171.6A Active CN113506684B (zh) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | 一种用于柔性超级电容器的pedot:pss多孔网状膜结构电极材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113506684B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2816258C1 (ru) * | 2023-06-27 | 2024-03-28 | Акционерное общество "Элеконд" | Способ изготовления катодного покрытия на основе электропроводящего полимера и твердотельный электролитический конденсатор с низким эквивалентным последовательным сопротивлением и повышенной реализацией емкости анода |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105244185A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-13 | 上海交通大学 | 一种镍/氢氧化镍储能电极材料的电化学制备方法 |
| CN105870426A (zh) * | 2016-06-12 | 2016-08-17 | 湖北大学 | 一种用于储能器件电极的v2o5纳米线纸及制备方法 |
| CN106381571A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-08 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种pedot:pss纤维及其制备方法 |
| CN111825880A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-27 | 河南农业大学 | 一种高频响应多孔pedot:pss薄膜材料及其制备方法与应用 |
-
2021
- 2021-08-13 CN CN202110931171.6A patent/CN113506684B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105244185A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-13 | 上海交通大学 | 一种镍/氢氧化镍储能电极材料的电化学制备方法 |
| CN105870426A (zh) * | 2016-06-12 | 2016-08-17 | 湖北大学 | 一种用于储能器件电极的v2o5纳米线纸及制备方法 |
| CN106381571A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-08 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种pedot:pss纤维及其制备方法 |
| CN111825880A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-27 | 河南农业大学 | 一种高频响应多孔pedot:pss薄膜材料及其制备方法与应用 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2816258C1 (ru) * | 2023-06-27 | 2024-03-28 | Акционерное общество "Элеконд" | Способ изготовления катодного покрытия на основе электропроводящего полимера и твердотельный электролитический конденсатор с низким эквивалентным последовательным сопротивлением и повышенной реализацией емкости анода |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113506684B (zh) | 2022-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Conducting polymer hydrogel materials for high-performance flexible solid-state supercapacitors | |
| CN110085436B (zh) | 一种石墨烯/聚乙撑二氧噻吩复合纤维组装体的制备方法 | |
| CN108389730B (zh) | 柔性可拉伸活性电极及其制备方法和应用 | |
| JP2010225809A (ja) | 電気化学素子用セパレータ電極一体型蓄電素子およびそれを用いてなる電気化学素子 | |
| Ji et al. | Cellulose and poly (vinyl alcohol) composite gels as separators for quasi-solid-state electric double layer capacitors | |
| KR101793040B1 (ko) | 울트라커패시터용 전극활물질의 제조방법, 상기 울트라커패시터용 전극활물질을 이용한 울트라커패시터 전극의 제조방법 및 울트라커패시터 | |
| CN111029164B (zh) | 磷钼酸/聚合物/碳纳米管复合导电水凝胶及制备方法和在全固态柔性超级电容器中的应用 | |
| CN102270761A (zh) | 一种柔性一体化有机自由基电极的制备方法 | |
| CN108711520A (zh) | 一种基于聚丙烯腈的氧化碳布的制备方法及其应用 | |
| CN111825880A (zh) | 一种高频响应多孔pedot:pss薄膜材料及其制备方法与应用 | |
| Wang et al. | Rational design of modified fluororubber-based quasi-solid-state electrolyte for flexible supercapacitors with enhanced performance | |
| CN110265229B (zh) | 纸纤维/本征态聚苯胺超级电容器复合电极材料制备方法 | |
| Kamarulazam et al. | Stretchable, self-healable and highly conductive natural-rubber hydrogel electrolytes for supercapacitors: Advanced wearable technology | |
| JP2010245150A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| Zhao et al. | Electrode Material of PVA/PANI/GO‐PANI Hybrid Hydrogels through Secondary Induced Assembly In Situ Polymerization Method for Flexible Supercapacitors | |
| CN113506684B (zh) | 一种用于柔性超级电容器的pedot:pss多孔网状膜结构电极材料的制备方法 | |
| CN115036151B (zh) | 一种导电高聚物基复合电极材料的制备方法 | |
| CN115424867B (zh) | 柔性超级电容器及其制备方法 | |
| CN108831749B (zh) | 一种电化学储能复合材料及其制备方法 | |
| KR102013173B1 (ko) | 울트라커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 울트라커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 울트라커패시터 | |
| CN112117133A (zh) | 一种锂离子电容器隔膜及其生产方法 | |
| CN112201486B (zh) | 一种聚3,4-乙撑二氧噻吩/石墨毡柔性电极材料的制备方法 | |
| KR102188242B1 (ko) | 전극밀도를 개선할 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 슈퍼커패시터 | |
| CN110970230A (zh) | 原位聚合在植酸/硫酸凝胶表面的水凝胶及其制备方法和其在柔性超级电容器中的应用 | |
| CN104072794A (zh) | 一种用于超级电容器的聚芳醚/亲水性树脂复合隔膜及其制备方法 |
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 |