[发明专利]一种碳/玻璃纤维织物超级电容器电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳/玻璃纤维织物超级电容器电极的制备方法，具体包括以下步骤：S1、配置一定浓度单宁酸水溶液A，并通过搅拌使其完全溶解，S2、将玻璃纤维织物用无水乙醇超声清洗后烘干得到织物A，S3、将织物A浸泡于溶液A中，随后烘干得到织物B，S4、将织物B转移至管式炉中在保护气体下800‑1000℃碳化1‑3h，优选在800℃下碳化2h，本发明涉及电能储能技术领域。该碳/玻璃纤维织物超级电容器电极的制备方法，制备过程简单，成本低，碳材料直接包覆在非导电织物表面，形成导电网络结构，制备的织物电极结构完整，表面活性物质比表面积大，利用率高，极大的提升了电容性能。

技术领域

本发明涉及电能储能技术领域，具体为一种碳/玻璃纤维织物超级电容器电极的制备方法。

背景技术

能源危机与环境污染问题极大的影响着人类社会发展，开发绿色环保的新能源成为当务之急。超级电容器作为一种新型储能器件，具有较高功率密度，良好的循环稳定性，能瞬时大电流放电，其高效的能量存储可使资源利用最优化和环境污染最小化，实现可持续发展。超级电容器电极材料的性能直接决定了电容器器件的储能性质，因此，电极材料的制备成为超级电容器研究的重点。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。根据储能机理分类，超级电容器分为双电层电容器和赝电容电容器。

超级电容器通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量，当电极与电解液接触时，由于库仑力、分子间力及原子间力的作用，在固液界面出现稳定且符号相反的双层电荷，称其为界面双层，把双电层超级电容看成是悬在电解质中的两个非活性多孔板，电压加载到两个板上，加在正极板上的电势吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，从而在两电极的表面形成了一个双电层电容器。导电织物(如碳纤维织物)凭借良好的导电性与力学性能广泛应用于双电层电容器，已有部分研究将碳纤维织物用于制备超级电容器电极或集流体，且具有优秀的电容性能，但碳纤维织物生产效率低，过程复杂且成本高，一定程度上限制了其在储能领域的应用与商品化，因此，研究低成本、电导率高、电容性能良好的纤维织物电极具有重要意义。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种碳/玻璃纤维织物超级电容器电极的制备方法，解决了现有碳纤维织物生产效率低，过程复杂且成本高，一定程度上限制了其在储能领域的应用与商品化的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种碳/玻璃纤维织物超级电容器电极的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、配置一定浓度单宁酸水溶液A，并通过搅拌使其完全溶解；

S2、将玻璃纤维织物用无水乙醇超声清洗后烘干得到织物A；

S3、将织物A浸泡于溶液A中，随后烘干得到织物B；

S4、将织物B转移至管式炉中在保护气体下800-1000℃碳化1-3h，优选在800℃下碳化2h；

S5、待管式炉冷却到室温后得到碳/玻璃纤维织物电极。

优选的，所述步骤S1中单宁酸水溶液浓度为0.4g/ml。

优选的，所述步骤S2中玻璃纤维织物软化点接近1650℃，可长期在900-1000℃环境下使用，厚度0.26mm，超声清洗时间为30min。

优选的，所述步骤S3中织物A浸泡在溶液A中30s，烘干温度为80℃。

优选的，所述步骤S4中保护气体为氮气，流速为20mL/min，管式炉升温速率为10℃/min。

优选的，所述步骤S5中冷却方式为随炉冷却，氮气流速为20mL/min。

(三)有益效果