[发明专利]一种具有高功率密度和高能量密度的新型电池型超级电容电极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高功率密度和高能量密度的新型电池型超级电容电极材料，其特征在于：所述电极材料由Bi₂S₃/CNT薄膜和rGO薄膜复合制得。

2.根据权利要求1所述新型电池型超级电容电极材料，其特征在于：所述电极材料由多层Bi₂S₃/CNT薄膜和rGO薄膜复合制得，其中Bi₂S₃/CNT薄膜层数和rGO薄膜层数相同且彼此交替堆叠设置。

3.根据权利要求2所述新型电池型超级电容电极材料，其特征在于：所述Bi₂S₃/CNT薄膜和rGO薄膜层数为2-10层。

4.根据权利要求2所述新型电池型超级电容电极材料，其特征在于：各Bi₂S₃/CNT薄膜层厚度为50-200nm，各rGO薄膜厚度为50-200nm。

5.一种制备如权利要求1-4所述新型电池型超级电容电极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)涂布Bi₂S₃/CNT材料并干燥；

2)在氧化石墨烯溶液中，电化学沉积使氧化石墨烯吸附在步骤1)的Bi₂S₃/CNT上；

3)在KCl溶液中利用循环伏安法将步骤2)吸附在Bi₂S₃/CNT上的氧化石墨烯还原为rGO，然后取出干燥；

4)多次重复步骤1-3制得超级电容电极材料。

6.根据权利要求5所述制备新型电池型超级电容电极材料的方法，其特征在于：涂布Bi₂S₃/CNT之前还包括制备Bi₂S₃/CNT步骤，具体制备方法为：首先取Bi(NO₃)₃·5H₂O、硫代乙酰胺和CNT，然后将所取原材料溶于水中，最后将溶液置于160-200℃反应5-8h制得Bi₂S₃/CNT纳米复合物。

7.根据权利要求5所述制备新型电池型超级电容电极材料的方法，其特征在于：步骤1)涂布Bi₂S₃/CNT材料时，首先将Bi₂S₃/CNT溶于Nafion的乙醇溶液中，然后将Bi₂S₃/CNT的Nafion乙醇溶液滴加在基底材料表面；其中，Bi₂S₃/CNT的Nafion乙醇溶液中Bi₂S₃/CNT的质量浓度为0.05-0.15mg/mL，Nafion与乙醇的体积比1:10-1:50。

8.根据权利要求5所述制备新型电池型超级电容电极材料的方法，其特征在于：步骤2)电化学沉积时以步骤1)所得Bi₂S₃/CNT材料作为工作电极，铂片电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，氧化石墨烯溶液为电解液。

9.根据权利要求8所述制备新型电池型超级电容电极材料的方法，其特征在于：采用恒电位法沉积氧化石墨烯，沉积电位为2.0-3.0V，沉积时间为50-100s，氧化石墨烯浓度为0.3-0.8mg/mL。

10.根据权利要求5所述制备新型电池型超级电容电极材料的方法，其特征在于：步骤3)循环伏安法还原氧化石墨烯时扫描速度为40-60mV/s，电位窗口为-1.1～-0.2V，扫描循环圈数为2-5圈。