[发明专利]一种制备非对称纤维超级电容器电极的方法

权利要求书

1.一种以碳纤维为基底原位制备非对称纤维超级电容器电极的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.活化处理碳纤维；

S2.制备六水合氯化钴和尿素的水溶液；

S3.将步骤S1的碳纤维和步骤S2制备的水溶液一起放入高压反应釜中进行反应，待高压反应釜在室温下冷却后，洗涤并干燥，得到在碳纤维上生长的碱式碳酸钴纳米阵列CoCH/CF；

S4.将步骤S3制得的CoCH/CF浸入2-甲基咪唑水溶液中反应，将反应物洗涤并干燥，得到被ZIF-67包覆的碱式碳酸钴纳米阵列ZIF-67/CoCH/CF；

S5.将步骤S4制备的ZIF-67/CoCH/CF在500-600℃氮气气氛中加热30～40min，随后关闭氮气供应，再在300～400℃空气气氛中加热2～3h，然后冷却至室温，洗涤并干燥，得到四氧化三钴/碳纤维阵列Co₃O₄/CF正极；

S6.将步骤S3制备的CoCH/CF在700～850℃氮气气氛中直接炭化5～6h，冷却至室温，用氢氟酸浸泡，然后取出用水洗涤并干燥，得到多孔碳纤维PCF负极。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S1所述活化处理碳纤维是在3M盐酸溶液中超声25～40min，然后在水和乙醇中交替洗涤。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S1所述碳纤维为根状碳纤维。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S2所述六水合氯化钴和尿素的溶液中，六水合氯化钴、尿素、水的用量比为0.5～2.5g：0.5～3g：20mL。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S3所述高压反应釜中反应的温度为80～100℃；反应的时间为5～10h。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S3～S6所述干燥为在室温下自然干燥。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S4所述2-甲基咪唑水溶液的浓度为0.125g mL^-1，反应时间为5h。

8.权利要求1～7任一所述方法制备得到的四氧化三钴/碳纤维阵列Co₃O₄/CF正极。

9.权利要求1～6任一所述方法制备得到的多孔碳纤维PCF负极。

10.一种由权利要求8所述四氧化三钴/碳纤维阵列Co₃O₄/CF正极和权利要求9所述多孔碳纤维PCF负极制备的非对称纤维超级电容器ASC。