[发明专利]碳纳米管薄膜超级电容器电极材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种碳纳米管薄膜超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，包括：

1）使碳纳米管薄膜与氧化性酸接触，同时对所述碳纳米管薄膜施加电流，进行焦耳热氧化反应，得到氧化碳纳米管薄膜，所述氧化性酸包括浓硫酸、浓硝酸、氯酸以及次氯酸中的一种或两种以上的组合，所述焦耳热氧化反应的温度为100-300℃，时间为30s-15min；

2）于所述氧化碳纳米管薄膜上负载强碱性物质，并在真空状态下对负载有强碱性物质的氧化碳纳米管薄膜施加电流，进行焦耳热活化反应，得到碳纳米管薄膜超级电容器电极材料，所述强碱性物质包括氢氧化钾、氢氧化钠中的任意一种或两种组合，所述焦耳热活化反应的温度为400-800℃，时间为10s-10min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管薄膜包括碳纳米管以及无定型碳，所述方法还包括：

在所述碳纳米管薄膜与氧化性酸接触之前，先对所述碳纳米管薄膜施加电流，至少以产生的焦耳热将无定型碳去除，其中，焦耳热温度为200-500℃，时间为1min-1h。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管薄膜还包括催化剂颗粒，所述方法还包括：采用酸性溶液浸没处理去除无定型碳的碳纳米管薄膜，以使所述碳纳米管薄膜中的催化剂颗粒被溶解去除。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液包括盐酸、硝酸以及硫酸中的任意一种或两种以上的组合，浸没处理的时间为6-24 h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述氧化性酸为浓硫酸和浓硝酸的混合液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1）具体包括：将所述氧化性酸涂覆于所述碳纳米管薄膜的表面，然后利用载板将涂覆有氧化性酸的碳纳米管薄膜的两面覆盖夹持，并使所述碳纳米管薄膜两端暴露出以接通电源；

所述载板包括玻璃板、聚四氟乙烯板中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）具体包括：使所述强碱性物质的溶液涂覆于所述氧化碳纳米管薄膜的表面并干燥，以使所述强碱性物质负载于所述氧化碳纳米管薄膜的表面，然后将负载有强碱性物质的所述氧化碳纳米管薄膜置于真空腔室内抽真空并进行焦耳热活化反应；

所述强碱性物质的溶液的浓度为0.1-2mol/L，所述真空腔室内的真空度为10^-5-10^-1Pa。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）还包括对所述氧化碳纳米管薄膜进行清洗的步骤，使用酒精和水交替清洗所述氧化碳纳米管薄膜两次以上；

步骤1）中，在所述碳纳米管薄膜两端覆设导电银胶以使所述碳纳米管薄膜与第一通电加热所用的电极电连接。

9.由权利要求1-8中任意一项所述的方法制备得到的碳纳米管薄膜超级电容器电极材料。

10.一种超级电容器，其特征在于，所述超级电容器的电极包括权利要求9所述的碳纳米管薄膜超级电容器电极材料；

所述超级电容器包括平板状超级电容器或薄膜超级电容器。