[发明专利]一种有机/无机复合超级电容器的制备方法

权利要求书

1.一种有机/无机复合超级电容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制备正极板；

S2、制备负极板；

S3、制备PVA/KOH凝胶溶液；

S4、将正极板的一面和负极板的一面通过PVA/KOH凝胶溶液粘结后，在正极板的另一面和负极板的另一面通过PVA/KOH凝胶溶液各粘结一块PET基板，形成所述有机/无机复合超级电容器；

所述正极板的制备方法为：

将无水乙醇、氨水和蒸馏水混匀后，加入正硅酸四乙酯，反应后经过离心和洗涤，得到SiO₂微球；

将所述SiO₂微球加入乙二胺和四氯化碳的混合溶液中，分散均匀后，在80～100℃下进行回流反应，将产物进行过滤、洗涤和干燥后，浸泡于氯化锌溶液中进行活化；

将活化后的产物在氮气保护下，以10～15℃/min的速率升温至600～800℃，反应后得到氮掺杂碳@SiO₂微球；

将所述氮掺杂碳@SiO₂微球用氢氟酸和氟化铵的混合溶液浸泡，除去SiO₂，得到氮掺杂碳中空微球；

将所述氮掺杂碳中空微球和苯胺、对苯二胺、盐酸、十二烷基硫酸钠混匀后，滴加过硫酸铵溶液，在2～5℃下进行反应，得到氮掺杂碳中空微球/聚苯胺-对苯二胺共聚物复合物；

将所述氮掺杂碳中空微球/聚苯胺-对苯二胺共聚物复合物、乙炔黑和PTFE混合在无水乙醇中，超声分散后，涂覆在泡沫镍表面，干燥后，压片，得到所述正极板；

所述负极板的制备方法为：

将聚丙烯腈和钛酸四丁酯溶解于N,N'-二甲基甲酰胺/冰醋酸混合溶剂中，在50℃下搅拌溶解，得到前驱体溶液；

将所述前驱体溶液在-40～-20℃下冷冻120～160min后，放入蒸馏水中除去溶剂，冷冻干燥得到PAN/TiO₂纳米纤维；

将所述PAN/TiO₂纳米纤维，在氩气保护下，从常温升温至250～300℃，保温120～150min，从250～300℃升温至1000～1200℃，保温120～180min，改通氯气，反应120～180min，反应结束后，改通氩气，自然降至常温，得到纳米孔碳纤维；

将纳米孔碳纤维、乙炔黑和PTFE混合在无水乙醇中，分散均匀后，涂覆在泡沫镍上，于60℃真空干燥6h，然后在10MPa压力下压片制得所述负极板。

2.如权利要求1所述的有机/无机复合超级电容器的制备方法，其特征在于，所述SiO₂微球、乙二胺、四氯化碳的质量比为(0.5～1)：(1～2)：(10～20)。

3.如权利要求1所述的有机/无机复合超级电容器的制备方法，其特征在于，所述氯化锌溶液的浓度为2～3mol/L。

4.如权利要求1所述的有机/无机复合超级电容器的制备方法，其特征在于，所述氮掺杂碳中空微球、苯胺、对苯二胺的质量比为(1～1.5)：(1～2)：(0.05～0.1)。

5.如权利要求1所述的有机/无机复合超级电容器的制备方法，其特征在于，所述氮掺杂碳中空微球/聚苯胺-对苯二胺共聚物复合物、乙炔黑和PTFE的质量比为8：1：1。

6.如权利要求1所述的有机/无机复合超级电容器的制备方法，其特征在于，所述纳米孔碳 纤维、乙炔黑和PTFE的质量比为8：1：1。

7.如权利要求1所述的有机/无机复合超级电容器的制备方法，其特征在于，所述PVA/KOH凝胶溶液的制备方法为：

将聚乙烯醇溶解于蒸馏水中，加入KOH水溶液，磁力搅拌溶解，得到PVA/KOH凝胶溶液。

8.如权利要求7所述的有机/无机复合超级电容器的制备方法，其特征在于，所述PVA/KOH凝胶溶液中，PVA的质量浓度为3～6％，KOH的质量浓度为8～10％。