[发明专利]一种基于氧化还原活性电解质的氮掺杂石墨烯超级电容器制作方法

摘要

本发明公开了一种基于氧化还原活性电解质的氮掺杂石墨烯超级电容器制作方法，具体公开了一种赝电容活性水系电解质的制作、氮掺杂多孔石墨烯的制备以及赝电容活性电解质体系超级电容器的构建方法，主要是通过电极材料和电解质双重电容贡献大幅提高超级电容器的电容性能。本发明能通过电解质中氧化还原活性成分的赝电容贡献将超级电容器的比容提高3倍左右，在超级电容器比容及能量密度方面有巨大的提升潜力。

主权项

一种基于氧化还原活性电解质的氮掺杂石墨烯超级电容器制作方法，其特征在于包括以下步骤：（1）氮掺杂石墨烯电极材料的制备，将表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵溶解在氧化石墨烯分散液中，其中十六烷基三甲基溴化铵与氧化石墨烯的质量比为60:1，再向溶液体系中加入过硫酸铵和吡咯单体，在冰浴条件下过硫酸铵氧化剂引发吡咯单体聚合，在氧化石墨烯表面均匀生长聚吡咯层，形成石墨烯‑聚吡咯复合物，然后以石墨烯‑聚吡咯复合物作为前驱体与碱金属氢氧化物混合，并在惰性气氛下于500~900℃煅烧1~4h，再经过洗涤、过滤制得氮掺杂石墨烯电极材料；（2）氧化还原活性电解质的制备，将二元酚溶于酸性电解质溶液中形成氧化还原活性电解质，其中二元酚为邻苯二酚、间苯二酚或对苯二酚，酸性电解质溶液为摩尔浓度为1mol/L的硫酸溶液或磷酸溶液；（3）基于氧化还原活性电解质的氮掺杂石墨烯超级电容器的制作，将步骤（1）制得的氮掺杂石墨烯电极材料、乙炔黑和偏聚二氟乙烯粘结剂按照质量比为85:10:5的比例混合均匀制成浆料，该浆料均匀涂在不锈钢集流体表面形成活性电极，再将两个相同的活性电极的活性面用亲水性玻璃纤维隔开，浸入步骤（2）制得的氧化还原活性电解质中，组装成对称电容器。