[发明专利]水系超级电容器的制备方法

权利要求书

1.一种水系超级电容器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、制备ACC@RGO材料负极；

用乙醇和蒸馏水在超声波条件下预先清洗碳布10-30min，之后在60-90℃下真空干燥5-8小时；将石墨片、碳布和硝酸钠按照质量比为1:40:41加入烧杯中，逐滴加入50-80ml浓度98％浓硫酸并在-5℃～-8℃下搅拌，搅拌时间为20-60min；

将质量为碳布质量的5-8倍KMnO₄缓慢加入上述混合溶液中在冰浴中剧烈搅拌1-3h，再转移到油浴中在20-50℃搅拌1-3h，然后将溶液与100-150ml蒸馏水缓慢混合在冰浴中搅拌1-3h，再将混合溶液在80-98℃油浴中搅拌20-60min；最后逐滴将H₂O₂添加到混合物溶液中，直到溶液变得澄清；

添加2-5ml浓度为96.3mmol的水合肼，将溶液在100-130℃油浴中在水冷冷凝器的冷凝作用下加热20-30h；将碳布进行去离子水洗涤3-5次，之后在60-80℃下真空干燥8-12h后得到ACC@RGO，作为超级电容器的负极；

步骤二、制备Co₃O₄ /ACC@RGO材料正极；

采用电化学工作站在-0.8～-1.0V的电位下，使用步骤一制备的ACC@RGO作为工作电极，铂板作为反电极，甘汞电极作为参考电极，浓度为0.01-10mol L^-1的Co(NO₃)_2· 6H₂O作为电解质进行电化学沉积，电沉积的时间为600-3600s；

将沉积后的碳布用去离子水洗涤，在60-90℃下在空气中干燥8-12h，在350-400℃下退火2-4h，获得Co₃O₄NSs /ACC@RGO复合电极材料，作为超级电容器的正极；

步骤三、以电解质溶液为基础组装成水系超级电容器；

以Li₂SO₄和CoSO₄为溶质配置水溶性电解液，Li₂SO₄和CoSO₄溶质的浓度分别为2-3mol L^-1和0.1-2molL^-1；

根据正极和负极的工作电压和比电容对ACC@RGO负极材料和Co₃O₄ /ACC@RGO正极材料进行裁剪，以多孔聚丙烯薄膜为隔膜，以水溶性电解质溶液为基础，组装成水系超级电容器。