[发明专利]碳纳米管复合材料及其制备方法、电极以及超级电容器

权利要求书

1.一种碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S101、制备包含PAN、PVP以及醋酸镍的纺丝前驱体溶液；

S102、将所述纺丝前驱体溶液通过纺丝工艺制备获得PAN/PVP/醋酸镍复合纳米纤维；

S103、将所述PAN/PVP/醋酸镍复合纳米纤维放入反应炉中，并在反应炉中放入PVP、PVA或PEO，进行热处理，得到碳纳米管/镍/碳纤维复合碳材料；

S104、将所述碳纳米管/镍/碳纤维复合碳材料依次进行活化处理和去镍处理，得到碳纳米管/碳纤维复合碳材料，即获得所述碳纳米管复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝前驱体溶液中，PAN的重量百分比含量为6～10％，PVP的重量百分比含量大于0且小于或等于2％，醋酸镍的重量百分比含量为1～5‰，余量为DMF。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S102中，所述纺丝工艺为静电纺丝工艺，其工艺条件具体为：设置喷嘴口径为0.3～0.7mm，调整喷嘴与水平面的夹角为15～50°，施加9～15kV的直流电压，固化距离15～25cm，温度10～40℃，相对湿度为10～60％。

4.根据权利1或3所述的制备方法，其特征在于，在步骤S102中，还包括：将得到的PAN/PVP/醋酸镍复合纳米纤维加热至270～280℃，在空气气氛下进行热处理1～3h；其中加热升温的速率为1～3℃/min。

5.根据权利1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S103中，在反应炉中放入PVP、PVA或PEO的量为所加入的PAN/PVP/醋酸镍复合纳米纤维的质量的1～3倍。

6.根据权利1或5所述的制备方法，其特征在于，在步骤S103中，进行热处理的工艺条件具体为：在惰性气体或氮气气氛下，在850～1000℃的温度下进行热处理2～3h。

7.根据权利1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S104中，进行活化处理的工艺条件具体为：将碳纳米管/镍/碳纤维复合碳材料与氢氧化钾按质量比为1:3～5的比例混合，在惰性气体或氮气气氛下，首先加热升温至200～250℃的反应30～60min，再加热升温至700～800℃反应1～2h；其中加热升温的速率为3～5℃/min；进行去镍处理的工艺条件具体为：将活化后的碳纳米管/镍/碳纤维复合碳材料放入到浓度为5～10M的硝酸溶液中，除去镍。

8.一种超级电容器，包括相对设置的第一电极和第二电极以及位于所述第一电极和第二电极之间的隔膜，所述第一电极和第二电极之间填充有电解液，所述第一电极和第二电极上分别连接有连接电极，其特征在于，所述第一电极和第二电极的材料为碳纳米管复合材料，所述碳纳米管复合材料为如权利要求1-7任一所述的制备方法制备获得的碳纳米管复合材料，所述电解液为离子液体电解液，所述离子液体电解液为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。