[发明专利]一种基于PBI‑KOH阴离子导电聚合物电解质的全固态超级电容器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于PBI‑KOH阴离子导电聚合物电解质的全固态超级电容器及其制备方法。其特征在于全固态超级电容器是以KOH掺杂的PBI(聚苯并咪唑)阴离子导电聚合物作为电解质、以KOH掺杂的PBI阴离子导电聚合物膜作为隔膜、以Ni(OH)2纳米球作为正极材料、以活性炭、介孔碳或碳纳米管作为负极材料，添加集流体后组装而成。本发明的超级电容器实现了真正的碱性全固态，所使用的聚合物电解质不需要添加液体电解液，提高了超级电容器使用的安全性及实用性，并且相比与传统的凝胶电极准固态超级电容器，具有更好的超电容性能。

主权项

一种基于PBI‑KOH阴离子导电聚合物电解质的全固态超级电容器的制备方法，其特征在于：所述全固态超级电容器是以KOH掺杂的PBI阴离子导电聚合物作为电解质、以KOH掺杂的PBI阴离子导电聚合物膜作为隔膜、以Ni(OH)2纳米球作为正极材料、以活性炭、介孔碳或碳纳米管作为负极材料，添加集流体后组装而成；所述全固态超级电容器的制备方法包括如下步骤：(1)采用滴落涂布法制备KOH掺杂的PBI阴离子导电聚合物膜首先将PBI溶解在二甲基乙酰胺中，配制质量分数为5％的PBI溶液，并采用流延法成膜工艺制得PBI阴离子导电聚合物膜；将PBI阴离子导电聚合物膜浸入浓度在1～6M的KOH溶液中，常温反应10min～10days，取出干燥，即获得用于作为隔膜的KOH掺杂的PBI阴离子导电聚合物膜；(2)制备正极浆料将Ni(OH)2纳米球、导电剂、PBI溶液和粘结剂混合后，加入N‑甲基吡咯烷酮，60℃搅拌12h，获得正极浆料；(3)制备负极浆料将负极材料、导电剂、PBI溶液和粘结剂混合后，加入N‑甲基吡咯烷酮，60℃搅拌12h，获得负极浆料；(4)制备正极片和负极片将正极浆料均匀涂覆在极片上，60℃下烘干后，再在100℃下烘干12h，获得正极片；将负极浆料均匀涂覆在极片上，60℃下烘干后，再在100℃下烘干12h，获得负极片；分别在正极片和负极片的表面滴50～500μL cm‑2浓度为6M的KOH，然后晾干；(5)组装按照集流体、正极片、隔膜、负极片、集流体的顺序进行组装，即获得非对称型全固态超级电容器。