CN113611545A

CN113611545A - 可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器及其制备方法

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Publication number: CN113611545A
Application number: CN202110947372.5A
Authority: CN
Inventors: 刘利彬; 王济君; 班青; 盖利刚; 李学林; 李梅
Original assignee: Qilu University of Technology
Current assignee: Qilu University of Technology
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2041-08-18
Also published as: CN113611545B

Abstract

本发明属于超级电容器领域，特别涉及可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器及其制备方法。本发明的超级电容器的电解质为有机水凝胶电解质，其单体为丙烯酰胺和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱，聚合物网络中掺杂有大豆蛋白，此有机水凝胶电解质的具有优异的拉伸和压缩性能，当最大拉伸至600％应变或压缩至80％应变时，仍可恢复至原始状态，室温电导率可达37.5mS·cm^‑1，具有良好的电性能，用此有机水凝胶电解质制备的超级电容器具有良好的双电层行为、可逆性、优异的倍率性能、力学性能及抗冻性能，有望应用于对于力学性能、抗冻性能有较高要求的超级电容器领域。

Description

可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器及其制备方法

技术领域

本发明属于超级电容器领域，特别涉及可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器及其制备方法。

背景技术

超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。因超级电容器具有高功率密度、快速充/放电、循环寿命长以及安全性高等优点，其发展前景广阔。当前，大部分超级电容器主要采用液体电解质，在实际使用过程中存在易受外力作用造成有害液体的泄漏、燃烧以及电极错位等安全隐患。相比之下，固体电解质可避免有害液体的泄漏、具有安全性高、组装工艺简单、可承受一定的碰撞和外力挤压、易实现机械完整性等优势，因而成为柔性可压缩超级电容器的理想电解质材料。

水凝胶电解质具有离子导电、半固态和优异的力学性能，被广泛应用于传感器、致动器、和触摸面板，同时也是应用于储能器件的优异备选材料。然而，大多数水凝胶电解质的机械强度较弱，很大程度上限制了它们的实用性，所以人们利用各种方法来增强和增韧水凝胶。此外，水凝胶电解质在低温下由于水的结冰导电率会急剧下降，同时低温下力学性能也随之下降，这限制了水凝胶电解质的应用范围。目前，对于在保持力学性能的前提下如何提高水凝胶电解质的抗冻性能成为研究热点。例如中国专利CN112447415A(申请号202011262904.3)中记载了一种耐高低温的柔性超级电容器及其制备方法，该超级电容器以二甲基亚砜掺杂的聚丙烯酰胺/聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)/氯化锂水凝胶，表现出优异的耐高、低温性能，在-20℃低温条件下，容量保持率大于90％，在100℃高温条件下，容量保持率大于85％，弯曲5000次容量几乎没有明显衰减，然而，此电解质的机械性能尤其是拉伸、压缩性能没有给出较好的技术效果，因此亟待提出一种新的综合性能优异的水凝胶电解质，并将其制备成超级电容器，以使得超级电容器的力学性能和低温性能可满足柔性可穿戴超级电容器的需求，并可将此超级电容器在极寒天气中仍能保证正常使用。

发明内容

本发明为了解决现有水凝胶材料制得的超级电容器低温性能、力学性能较差的问题，提供可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器，其特征在于，包含有机水凝胶电解质和两个电极，所述有机水凝胶电解质夹在两个电极之间；所述有机水凝胶电解质的杨氏模量为1～20kPa，韧性为0.038-0.242MJ·m^-3，室温电导率为20～40mS·cm^-1，所述两个电极均为活性炭电极，所述活性炭电极包括导电浆料和碳布，所述导电浆料均匀涂布于碳布表面，涂布量为2.1-2.3mg。

优选的，所述有机水凝胶电解质由单体通过引发剂、交联剂在掺杂有大豆蛋白的溶剂中交联形成，所述单体为甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)或丙烯酰胺(AAm)中的至少一种，SBMA为一种两性离子单体。

优选的，所述有机水凝胶电解质的反应体系中各组分按质量分数计包括：大豆分离蛋白1.8-2.2％，甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)0-13.6％，丙烯酰胺(AAm)0-13.6％，交联剂0.020-0.030％，氯化锂6.50-6.60％，引发剂0.020-0.030％，余量为溶剂；SBMA与AAm含量不同时为0；进一步优选的，SBMA与AAm总量为13.6％。

优选的，所述溶剂为二甲基亚砜和水的混合物。

优选的，所述导电浆料的组分按质量分数计包括：活性炭78-82％，乙炔黑9-11％，聚偏二氟乙烯(PVDF)9-11％。

优选的，甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与丙烯酰胺的质量比＝1:(1～8)。

如上述超级电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)有机水凝胶电解质的制备：

a.将大豆分离蛋白、溶剂加入反应容器中，加热并搅拌得到混合溶液；

b.向上述混合溶液中加入甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与丙烯酰胺中的一种或两种单体，再向混合溶液中加入交联剂、氯化锂水溶液和引发剂得到预聚液；

c.将预聚液搅拌一段时间后倒入反应模具中，将反应模具置于烘箱中聚合反应，得到可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质；

(2)电极的制备：将活性物质(活性炭(YP-50F))、乙炔黑和聚偏二氟乙烯(PVDF)分别按总质量的75-85％、5-15％、5-15％称取后，在玛瑙研钵中研磨2-3h，加入分散剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)搅拌混合成均一的浆料；将浆料均匀涂抹于碳布上，并在70-80℃的真空烘箱中干燥至分散剂充分除去；优选的，活性物质(活性炭(YP-50F))、乙炔黑和聚偏二氟乙烯(PVDF)分别为总质量的80％、10％、10％；

(3)超级电容器组装：将步骤(1)制备的有机水凝胶夹在步骤(2)制备的两个电极之间，即可组装超级电容器。

优选的，步骤(1)中溶剂为DMSO和水，DMSO和水的质量比为3:(6-7)；引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种；交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，氯化锂水溶液浓度为0.5-3mol·L^-1；优选的，引发剂为0.2wt％的过硫酸铵，氯化锂水溶液浓度为2mol·L^-1。

优选的，步骤a中加热温度设置为85-90℃，搅拌时间为2-3h；更优选的，步骤a中加热温度设置为90℃，搅拌时间为2h，步骤c中搅拌时间为20-60分钟，聚合反应时间为12-24h，聚合温度为40-50℃；优选的，步骤c中搅拌时间为30分钟，聚合反应时间为12h，聚合温度为40℃。

优选的，所述超级电容器在电流密度为0.2～2A·g^-1时，充放电时间为121～10s，优选的，在0.2A·g^-1的电流密度下，充放电时间为121s，在1A·g^-1的电流密度率下，充放电时间为22s。

优选的，所述超级电容器在电流密度为0.2～2A·g^-1时，比电容为31.5～63.5F·g^-1。

优选的，所述超级电容器在-20～20℃、电流密度为0.5A·g^-1时，充放电时间为13～23.5s。

优选的，所述超级电容器在-20～20℃时，电阻为18～5Ω，优选的，在-20℃时，所述超级电容器电阻为18Ω，在25℃时，电阻为5Ω。

本发明实施例提供的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：

1.本发明的超级电容器的CV曲线在20-500mV s^-1的扫速范围内均可以保持规则的矩形，即使在高扫速(500mV s^-1)下，循环伏安曲线只有略微的倾斜，表明超级电容器具有良好的可逆性和优异的倍率性能。

2.本发明的超级电容器在0.2-2A·g^-1电流密度范围内，充放电曲线具有与三角形相像的线性行为，表明超级电容器具有良好的双电层行为。

3.本发明的超级电容器在20℃时，电阻为5Ω，充放电时间为23.5s，在-20℃时，电阻为18Ω，充放电时间为13s，表明超级电容器具有优异的抗冻性能。

4.本发明的超级电容器所使用的有机水凝胶电解质在42.5kPa时可拉伸至762.5％的应变，当最大拉伸至600％应变或压缩至80％应变时，仍可恢复至原始状态，当进行30次500％的拉伸循环或80％的压缩循环后，仍可恢复至原始状态，表明超级电容器具有良好的可拉伸、压缩性能。

5.本发明的可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质的室温电导率可达37.5mS·cm^-1，其组成的超级电容器的CV曲线在20-500mV·s^-1的扫速范围内均可以保持规则的矩形，具有良好的可逆性、倍率性能；在-20℃时，充放电时间仍有13s，因此具有良好的低温电性能，能够实现将水凝胶电解质作为超级电容器电解质的技术效果。

附图说明

图1为本发明中不同单体比例的有机水凝胶的应力应变图像；

图2为本发明中S₁A₄有机水凝胶500％应变的拉伸循环曲线。

图3为本发明中S₁A₄有机水凝胶电解质80％应变的30次压缩循环曲线。

图4为本发明中S₁A₄电解质基超级电容器不同扫描速率的CV曲线。

图5为本发明中S₁A₄电解质基超级电容器不同电流密度的GCD曲线。

图6为本发明中S₁A₄电解质基超级电容器的电极的比电容随电流增大的变化图像。

图7为本发明中S₁A₄有机水凝胶电解质基超级电容器在不同温度下的交流阻抗图谱。

图8为本发明中S₁A₄有机水凝胶电解质基超级电容器在不同温度下的CV曲线。

图9为本发明中S₁A₄有机水凝胶电解质基超级电容器在不同温度下的GCD曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

应当说明的是，下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂、材料和设备，如无特殊说明，均可从商业途径获得。本发明中的实施例使用的丙烯酰胺、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、过硫酸铵、氯化锂、N，N-亚甲基双丙烯酰胺购买自阿拉丁公司，大豆分离蛋白、聚偏二氟乙烯购买自麦克林公司，活性炭(YP-50F)购买自日本Kuraray，乙炔黑购买自合肥科晶。

名词解释：

S₁A₁、S₁A₄、S₁A₈、S₁A₀、S₀A₁分别对应SBMA与丙烯酰胺的质量比为1:1、1:4、1:8、1:0、0:1的有机水凝胶电解质。

甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱简写为SBMA，丙烯酰胺简写为AAm。

水凝胶电解质的力学性能测试：

水凝胶电解质的拉伸试验是使用通用测试机(Hensgrand，WDW-02，中国)进行测试的。拉伸速度为100mm min^-1，拉伸应变(ε)定义为ε＝(l-l₀)/l₀×100％，l₀是原始长度，l是拉伸后的长度。应力计算公式为σ＝F/πR²。杨氏模量为0-50％范围内拉伸曲线的斜率。韧性通过积分应力应变曲线所包含的面积所得，单位为MJ·m^-3。

拉伸循环测试是使用相同长度的样品以100mm min^-1的拉伸速度进行测试，拉伸循环最大应变为500％。

采用长度为1cm的圆柱状样品进行压缩测试，压缩速度为20mm·min^-1，应变的范围为20％～80％。

超级电容器的电化学测试：

超级电容器的电化学性能通过两电极系统进行测试。循环伏安测试(CV)以50～500mV·s^-1的扫描速率进行。充放电测试(GCD)是在0～0.8V的电压范围内，以不同的电流密度进行测试。根据充放电测试计算一个电极的容量，计算公式为C_电极＝4IΔt/mΔV，其中I是放电电流，Δt是放电时间，m是两个电极中的活性材料的质量，ΔV是电压窗口。

实施例中所述室温为20℃。

实施例1

一种可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器及其制备方法，超级电容器包含有机水凝胶电解质和两个电极，有机水凝胶电解质夹在两个电极之间；有机水凝胶电解质由以下按质量分数计的组分通过交联聚合制得：大豆分离蛋白2.0％，SBMA2.7％，AAm10.9％，MBA 0.027％，氯化锂6.55％，过硫酸铵0.027％，余量为DMSO和水，DMSO和水的质量比为3:7；超级电容器的两个电极均为活性炭电极，活性炭电极由均匀涂有导电浆料的碳布组成，导电浆料在碳布表面的涂布量为2.2mg，导电浆料的组分按质量分数计包括：活性炭(YP-50F)80％、乙炔黑10％、PVDF 10％，水凝胶电解质的力学性能、电导率和超级电容器电性能如表1所示。

上述超级电容器的制备方法，其步骤包括：

(1)有机水凝胶电解质的制备

a.将0.225g的大豆分离蛋白与2.55g的DMSO和5.95g水加入20mL玻璃瓶中，将玻璃瓶置于90℃恒温水浴锅中搅拌2h；

b.将SBMA与丙烯酰胺以质量比1:4(总量为1.5g)加入玻璃瓶中，然后加入0.003g的MBA、0.72g的氯化锂、0.0225g的过硫酸铵，磁力搅拌30min得到反应液；

c.将反应液倒入内径6mm的玻璃管模具中，将模具放在40℃烘箱中聚合反应12h，得到水凝胶S₁A₄；

水凝胶电解质的力学性能如表1所示；

(2)电极的制备

将活性炭(YP-50F)、乙炔黑和PVDF分别按总质量的80％、10％、10％称取后，在玛瑙研钵中研磨2h，加入1g分散剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)搅拌混合成均一的浆料；将浆料均匀涂抹于碳布上，并在80℃的真空烘箱中干燥至分散剂充分除去，每个电极上的活性物质涂布量为2.2mg；

(3)超级电容器组装：将上述制备的有机水凝胶夹在两个电极之间，即可组装超级电容器。

实施例2

一种可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器，包含有机水凝胶电解质和两个电极，有机水凝胶电解质夹在两个电极之间；有机水凝胶电解质由以下组分通过交联聚合制得：大豆分离蛋白2.0％，SBMA 6.8％，AAm6.8％，MBA 0.027％，氯化锂6.55％，过硫酸铵0.027％，余量为DMSO和水，DMSO和水的质量比为3:7；超级电容器的两个电极均为活性炭电极，活性炭电极由均匀涂有导电浆料的碳布组成，导电浆料在碳布表面的涂布量为2.2mg，导电浆料的组分按质量分数计包括：活性炭(YP-50F)80％、乙炔黑10％、PVDF10％。水凝胶电解质的力学性能、电导率如表1所示；

上述超级电容器的制备方法，其步骤包括：

步骤同实施例1，不同之处在于SBMA与丙烯酰胺的质量比为1:1，得到的水凝胶为S₁A₁。

实施例3

一种可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器，包含有机水凝胶电解质和两个电极，有机水凝胶电解质夹在两个电极之间；有机水凝胶电解质由以下组分通过交联聚合制得：大豆分离蛋白2.0％，SBMA 1.52％，AAm12.1％，MBA 0.027％，氯化锂6.55％，过硫酸铵0.027％，余量为DMSO和水，DMSO和水的质量比为3:7；超级电容器的两个电极均为活性炭电极，活性炭电极由均匀涂有导电浆料的碳布组成，导电浆料在碳布表面的涂布量为2.2mg，导电浆料的组分按质量分数计包括：活性炭(YP-50F)80％、乙炔黑10％、PVDF10％。水凝胶电解质的力学性能、电导率如表1所示；

上述超级电容器的制备方法，其步骤包括：

步骤同实施例1，不同之处在于SBMA与丙烯酰胺的质量比为1:8，得到的水凝胶为S₁A₈。

实施例4

一种可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器，包含有机水凝胶电解质和两个电极，有机水凝胶电解质夹在两个电极之间；有机水凝胶电解质由以下组分通过交联聚合制得：大豆分离蛋白2.0％，SBMA 13.6％，MBA 0.027％，氯化锂6.55％，0.过硫酸铵0.027％，余量为DMSO和水，DMSO和水的质量比为3:7；超级电容器的两个电极均为活性炭电极，活性炭电极由均匀涂有导电浆料的碳布组成，导电浆料在碳布表面的涂布量为2.2mg，导电浆料的组分按质量分数计包括：活性炭(YP-50F)80％、乙炔黑10％、PVDF 10％。水凝胶电解质的力学性能、电导率如表1所示；

上述超级电容器的制备方法，其步骤包括：

步骤同实施例1，不同之处在于SBMA与丙烯酰胺的质量比为1:0，得到的水凝胶为S₁A₀。

实施例5

一种可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器，包含有机水凝胶电解质和两个电极，有机水凝胶电解质夹在两个电极之间；有机水凝胶电解质由以下组分通过交联聚合制得：大豆分离蛋白2.0％，AAm 13.6％，MBA 0.027％，氯化锂6.55％，过硫酸铵0.027％，余量为DMSO和水，DMSO和水的质量比为3:7；超级电容器的两个电极均为活性炭电极，活性炭电极由均匀涂有导电浆料的碳布组成，导电浆料在碳布表面的涂布量为2.2mg，导电浆料的组分按质量分数计包括：活性炭(YP-50F)80％、乙炔黑10％、PVDF 10％。水凝胶电解质的力学性能、电导率如表1所示；

上述超级电容器的制备方法，其步骤包括：

步骤同实施例1，不同之处在于SBMA与丙烯酰胺的质量比为0:1，得到的水凝胶为S₀A₁。

表1.水凝胶各组分质量分数及力学、电学性能

如图1所示，单独的聚SBMA有机水凝胶电解质的应变为720％，应力为11kPa。加入AM后，其力学性能增加。S₁A₁有机水凝胶的应力为25.3kPa，应变为600％。随着AM含量的继续增加，S₁A₄凝胶的应力增加为42.5kPa，应变增加为762.5％。AM含量继续增加后，S₁A₈凝胶的应力继续增加达到51.5kPa，但是应变减小为671％。单独AM聚合所制备的有机水凝胶电解质的应力最大，可以达到69kPa，应变为664％。这说明AM含量的增加有利于凝胶电解质的力学性能的增加。

如图2所示，为了进一步的研究其抗疲劳性能，用S₁A₄凝胶电解质进行了30次应变为500％的拉伸循环。可以看到，经过5次拉伸循环后，其应力稍有下降，由31kPa下降到29kPa。但是在经过30次循环后，S₁A₄凝胶的应力仍保持在较高的水平，并且应变仍可以恢复到原始长度。这说明S₁A₄凝胶具有令人满意的自恢复性能。

如图3所示，为了进一步表征其压缩循环性能，对其进行了连续的30次压缩循环。可以看到，第五次压缩循环时，尽管其应力由480kPa下降到400kPa，但是仍然可以恢复到原始应变。第30次循环后，可以看到多次压缩循环的应力应变曲线是基本重合的。这说明S₁A₄有机水凝胶电解质具有良好的抗疲劳性能，这保证了S₁A₄有机水凝胶电解质对不同工作环境的适应能力，扩展了应用范围。

如图4所示，S₁A₄电解质基超级电容器的CV曲线在20-500mV s^-1的扫速范围内均可以保持规则的矩形，即使在高扫速(500mV s^-1)下，循环伏安曲线只有略微的倾斜。这说明S₁A₄有机水凝胶电解质基超级电容器具有良好的可逆性并具有优异的倍率性能。

如图5所示，可以看到，在0.2A g^-1的电流密度下，S₁A₄有机水凝胶电解质基超级电容器的充放电时间为121s，随着电流密度的增加，工作时间随之减小。在1A g^-1的电流密度率下，充放电时间为22s。同时在0.2-2A g^-1电流密度范围内，充放电曲线具有与三角形相像的线性行为，说明S₁A₄有机水凝胶电解质基超级电容器具有良好的双电层行为。

如图6所示，在0.2A g^-1电流密度下，所制备的超级电容器的比电容为63.5F g^-1,比电容与电流密度呈反比，但是在3A g^-1时的比电容仍有31.5F g^-1。

如图7所示，通过对不同温度下S₁A₄有机水凝胶电解质组成的超级电容器的电化学性能探究了其在低温下的性能。首先通过交流阻抗图谱可以看到，在20℃时，电阻为5Ω，随着温度的下降，电阻逐渐增大。在-20℃时，电阻为18Ω。

如图8所示，通过循环伏安曲线可以看到，S₁A₄有机水凝胶电解质组成的超级电容器的循环伏安曲线所包含的面积随着温度的降低逐渐下降。

如图9所示，在20℃下，充放电时间为23.5s，随着温度的下降，充放电时间逐渐降低。但是在-20℃时，充放电时间仍有13s。这说明S₁A₄有机水凝胶电解质组成的超级电容器具有良好的低温性能。

Claims

1.可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器，其特征在于，包含有机水凝胶电解质和两个电极，所述有机水凝胶电解质夹在所述两个电极之间；所述有机水凝胶电解质的杨氏模量为1-20kPa，韧性为0.038-0.242MJ·m^-3，室温电导率为20-40mS·cm^-1，所述两个电极均为活性炭电极，所述活性炭电极包括导电浆料和碳布，所述导电浆料均匀涂布于碳布表面，涂布量为2.1-2.3mg。

2.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述有机水凝胶电解质由交联反应制得，所述交联反应的体系中各组分按质量分数计包括：大豆分离蛋白1.8-2.2％，甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱0-13.6％，丙烯酰胺0-13.6％，交联剂0.020-0.030％，氯化锂6.50-6.60％，引发剂0.020-0.030％，余量为溶剂；所述甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与丙烯酰胺的含量不同时为0。

3.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述导电浆料的组分按质量分数计包括：活性炭78-82％，乙炔黑9-11％，聚偏二氟乙烯9-11％。

4.根据权利要求2所述的超级电容器，其特征在于，所述甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与丙烯酰胺的质量比＝1:(1～8)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)有机水凝胶电解质的制备：

c.将预聚液搅拌一段时间后倒入反应模具中恒温反应，得到可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质；

(2)电极的制备：将活性炭、乙炔黑和聚偏二氟乙烯分别称取后，在玛瑙研钵中研磨2-3h，加入分散剂N-甲基吡咯烷酮搅拌混合成均一的导电浆料；将导电浆料均匀涂抹于碳布上，并在70-80℃的真空烘箱中干燥至分散剂充分除去；

6.根据权利要求5所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中溶剂为二甲基亚砜和水，二甲基亚砜和水的质量比为3:(6-7)；引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种；交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，氯化锂水溶液浓度为0.5-3mol·L^-1。

7.根据权利要求6所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤a中加热温度设置为85-90℃，搅拌时间为2-3h，步骤c中搅拌时间为20-60分钟，聚合反应时间为12-24h，聚合温度为40-50℃。

8.根据权利要求1-4任一项所述的超级电容器，或者如权利要求5-7任一项所述的方法制备的超级电容器，其特征在于，所述超级电容器在电流密度为0.2～2A·g^-1时，充放电时间为121～10s；所述超级电容器在-20～20℃、电流密度为0.5A·g^-1时，充放电时间为13～23.5s。

9.根据权利要求8所述的超级电容器，其特征在于，所述超级电容器在电流密度为0.2～2A·g^-1时，比电容为31.5～63.5F·g^-1。

10.根据权利要求9所述的超级电容器，其特征在于，所述超级电容器在-20～20℃时，电阻为18～5Ω。