[发明专利]一种以亲水性碳纳米管薄膜和超支化聚合物为双模板制备非对称超级电容器的方法

权利要求书

1.一种以亲水性碳纳米管薄膜和超支化聚合物为双模板制备非对称超级电容器的方法，其步骤如下：

（1）正极材料薄膜的制备：将亲水性碳纳米管薄膜浸入由镍盐、钴盐、超支化环氧树脂和有机溶剂组成的混合溶液中，然后用800W超声仪依次在室温超声30-60分钟、50℃超声60-120分钟，取出薄膜，用乙醇冲洗后在40-60℃真空干燥，再将薄膜放入马弗炉中在300-400℃煅烧3-5h，然后冷却，将煅烧后的薄膜放入装有Na₂SeO₃和水合肼的水热反应釜中，充分浸润后，在100-150℃反应2-6h，取出薄膜，真空干燥后得到正极材料薄膜；

所述的镍盐为丙酸镍、六水合氯化镍、一水合溴化镍、六水合硝酸镍、碱式碳酸镍四水化物、四水合氟化镍、二水合草酸镍和二水合甲酸镍中的一种或两种以上；

所述的钴盐为四水合氟化钴、六水合氯化钴、六水合溴化钴、六水合高氯酸钴、一水合碳酸钴、六水合硝酸钴和二水合甲酸钴的一种或两种以上；

所述的超支化环氧树脂为武汉超支化树脂科技有限公司的HyPer E102；

所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、二氧六环和二甲基甲酰胺中的一种或两种以上；

（2）负极材料薄膜的制备：以亲水性碳纳米管薄膜为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂片为对电极、NaNO₃水溶液为电解液，在-0.9~1.9V进行电化学处理5-10分钟，然后将电解液换成NaClO₄和吡咯的混合水溶液，在电压窗口为0.8V的条件下电化学沉积20-140min，取出薄膜，依次用乙醇和蒸馏水洗涤，然后烘干得到负极材料薄膜；

（3）将步骤（1）和步骤（2）分别制备的正极材料薄膜和负极材料薄膜剪裁成相同尺寸，用KOH/PVA溶胶分别涂两薄膜表面2-3次，室温干燥形成凝胶，然后将两片有凝胶层的薄膜平整对齐贴合，形成一个整体器件，再在该整体器件表面涂2-3次KOH/PVA溶胶，室温干燥形成凝胶，得到非对称超级电容器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述镍盐、钴盐、超支化环氧树脂和有机溶剂的质量比为：1：（1.5-5.0）：（2.0-10.0）：（50-100）。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的Na₂SeO₃、水合肼与镍盐的质量比为（2-6）：（100-200）：1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的NaNO₃水溶液与步骤（1）中所述镍盐的质量比为（200-300）：1，NaNO₃水溶液的摩尔浓度为1.0mol/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的混合水溶液中，NaClO₄、吡咯、水与步骤（1）中所述镍盐的质量比为（0.3-1.0）：（0.5-1.1）（200-300）：1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述的KOH/PVA溶胶由分子量为57000-66000 g/mol聚乙烯醇溶解在KOH和水的混合溶液中而得，其中聚乙烯醇、KOH和水的质量比为1：1：10。