[发明专利]一种以泡沫镍为基底的聚3;4-乙烯二氧噻吩超级电容器电极材料

说明书

本发明公开了一种以泡沫镍为基底的聚3,4‑乙烯二氧噻吩超级电容器电极材料，所述的超级电容器电极材料的制备方法为：在三电极电解池体系中，以3,4‑乙烯二氧噻吩为单体，以1‑丁基‑3‑甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺盐为支持电解质，以二氯甲烷为电解溶剂，以氧化铟锡导电玻璃电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，在室温下进行电化学聚合反应，聚3,4‑乙烯二氧噻吩活性物质；然后将所得聚3，4乙烯二氧噻吩活性物质与导电剂、粘结剂混合均匀，得到混合物，并涂于预处理过的泡沫镍上，然后烘干、压片，制得超级电容器电极。本发明所制备的超级电容器电极材料比容量达到100～120F/g。

技术领域

本发明涉及一种以泡沫镍为基底的聚3,4-乙烯二氧噻吩超级电容器电极材料。

背景技术

超级电容器作为新一代储能器件，得益于其良好的循环寿命、高功率密度以及操作简单无污染得到了人们的广泛关注，被认为是最有进展的替代能量存储装置。电极材料是超级电容器中至关重要的部分，直接决定其性能，因此研究新的、廉价环保电化学性能优异的电极材料是其研究的核心内容。

导电聚合物是一类重要的法拉第准电容电极材料，在充放电过程中，在聚合物结构不发生变化的同时，其共轭链上会进行快速可逆的n型或p型掺杂和脱掺杂的氧化还原反应来存储电荷，产生较大的法拉第电容。聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)是一种具有较高导电性、稳定性好的导电聚合物，然而不足之处便是在充放电过程中电容性能的明显衰减，研究表明，通过改善聚合物结构和形貌或者制备导电聚合物复合材料能有效地提高导电聚合物电极材料的循环稳定性以及比电容。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以泡沫镍为基底的聚3,4-乙烯二氧噻吩超级电容器电极材料。

本发明采用如下技术方案：

本发明的目的在于提供一种以泡沫镍为基底的聚3,4-乙烯二氧噻吩超级电容器电极材料。

一种以泡沫镍为基底的聚3,4-乙烯二氧噻吩超级电容器电极材料，其特征在于：所述的超级电容器电极材料具体按照如下方法进行制备：

(1)在三电极电解池体系中，以3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)为单体，以1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺盐(BMIMNTf₂)为支持电解质，以二氯甲烷为电解溶剂，混合均匀得到电解液，以氧化铟锡导电玻璃(ITO)电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，在室温下采用恒电位聚合法，在1.3～1.7V的聚合电压下进行电化学聚合反应，当聚合电量达到0.05～0.2C时聚合结束，在-1～-0.7V负电位下脱掺杂50～70s，将聚合在工作电极上的薄膜经淋洗后刮下并烘干得到聚3,4-乙烯二氧噻吩活性物质；所述的电解液中，所述的3,4-乙烯二氧噻吩单体的初始终浓度为1～10mmol/L；所述的支持电解质1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺盐(BMIMNTf₂)的初始终浓度为0.01～0.1mol/L；

(2)将步骤(1)所得聚3，4乙烯二氧噻吩活性物质与导电剂、粘结剂混合均匀，得到混合物，将所述的混合物均匀的涂于预处理过的泡沫镍上，然后烘干、压片，制得超级电容器电极；所述的聚3，4乙烯二氧噻吩活性物质与导电剂、粘结剂的质量比为5～8：1～4：1(优选为8：1：1)。

进一步，步骤(1)中，本发明中所述的3,4-乙烯二氧噻吩单体的初始终浓度优选为5mmol/L；所述的支持电解质1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺盐(BMIMNTf₂)的初始终浓度优选为0.1mol/L；所述的二氯甲烷溶剂规格为分析纯。

进一步，步骤(1)中，优选所述的恒电位聚合法为：在上述电解液环境中，在1.4V电压条件下聚合，聚合电量为0.2C时聚合结束，并且在-0.8V负电位下脱掺杂60s，得到聚合在工作电极上的薄膜。