[发明专利]一种可拉伸的纤维织物超级电容器及其制备方法

说明书

本发明公开的一种可拉伸的纤维织物超级电容器，包括包含合金镀层包覆金属镀层弹力布、电解液及隔膜层、碳纳米管修饰的合金镀层包覆金属镀层弹力布；所述合金镀层包覆金属镀层弹力布为正极；所述碳纳米管修饰的合金镀层包覆金属镀层弹力布为负极；所述电解液及隔膜层位于正极与负极中间；本发明通过两步化学镀的方法，在高弹性的氨纶类纤维布料上获得了导电性优异且十分稳定的复合镀层；该导电性能优异的弹力布料具备十分优异的柔性及拉伸性能，可承受数千次的弯曲、折叠以及拉伸试验；另外，该复合镀层同时具备优异的电化学储能特征，可以制作成高性能可拉伸式超级电容器。

技术领域

本发明涉及能源储能的技术领域，特别涉及一种可拉伸的纤维织物超级电容器及其制备方法。

背景技术

近年来，随着可穿戴电子设备的快速发展和深入研究，然而，传统的超级电容器均以纽扣或卷绕的器件形式生产和使用，在作为可穿戴电子设备的功能单元时存在不舒适、不便携等缺点，故现今刚性的储能器件极大限制了可穿戴电子设备的进一步发展；因此，若要实现电子系统整体的可穿戴性，就迫切需要开发出柔性，轻质，便携的超级电容器。另外，可穿戴式的电子织物产品需要具有良好的机械稳定性，包括可拉伸循环性及可折叠循环性等，才能适应人们每天必须的各种活动。

基于此，各类柔性可拉伸的储能设备已获得如火如荼的关注和研发。在众多棘手的问题中，具有优异且稳定导电性的柔性可拉伸基底是最难实现的一项。此前，各种性能优异的可拉伸柔性基底的方法已得到广泛报道。现有技术中，出现线状的器件进行编制和组装时存在众多的引线与布局设计问题，难以在短时间内获得大范围普及；器件电化学性能一般，且银导电基底在电化学储能过程中存在易被氧化从而降低循环稳定性的问题，不利于商用化使用。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可拉伸的纤维织物超级电容器，具有优异、稳定的导电性及高的电化学储能性能。

本发明的另一目的在于提供一种可拉伸的纤维织物超级电容器制备方法。

本发明的主要目的通过以下的技术方案实现：

一种可拉伸的纤维织物超级电容器，包含合金镀层包覆金属镀层弹力布、电解液及隔膜层、碳纳米管修饰的合金镀层包覆金属镀层弹力布；

所述合金镀层包覆金属镀层弹力布为正极；

所述碳纳米管修饰的合金镀层包覆金属镀层弹力布为负极；

所述电解液及隔膜层为可拉伸高分子水凝胶，位于正极与负极中间。

进一步地，所述合金镀层包裹金属镀层弹力布，包含合金镀层、金属镀层、弹力布；

进一步地，所述合金镀层为具备高导电性、稳定性以及储能特性的合金材料，具体为镍钴磷、镍钴硼、镍钼磷、镍铜硼其中之一；

进一步地，所述金属镀层为能进行下一步催化和化学镀反应的金属材料，具体为镍、铜、钴其中之一；

进一步地，所述弹力布为能进行一定拉伸的纤维布料，具体为氨纶类纤维、涤纶类纤维其中之一；

进一步地，所述碳纳米管修饰的合金镀层包覆金属镀层弹力布为合金镀层包覆金属镀层弹力布浸泡在碳纳米管浆液中，干燥后循环浸泡获得；

进一步地，所述电解液及隔膜层为具有氢键连接作用的可拉伸高分子水凝胶。

本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：

一种可拉伸的纤维织物超级电容器制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

制备弹力布：利用高分子接技工艺对具有弹性的布料进行改性获得；

制备金属镀层弹力布：将弹力布在活化溶液中浸泡，随后置于化学镀金属溶液中反应获得；