[发明专利]一种制备线状超级电容器电极的方法

摘要

本发明是一种制备线状超级电容器电极的方法，包括步骤a）制备纤维素纳米纤维；b）制备超长二氧化钛纳米管；c）制备纤维素纳米纤维与超长二氧化钛纳米管和多壁碳纳米管进行三元复合的溶液；d）制备线状超级电容器电极材料。优点纤维素纳米纤维平均直径30－50 nm，长径比超过1000。超长二氧化钛纳米管平均直径40－80 nm，长径比超过800。纤维素纳米纤维、超长二氧化钛纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯间实现了网络互穿的交织体系。一次成型为线状电极。电化学性能扫描为10mV/s时，面积比电容为62.5 mF/cm2，在电流密度为0.5 mA/cm2下经过1000次充放电循环后，电容保留率为95%。

主权项

一种制备线状超级电容器电极的方法，其特征是包括如下工艺步骤：a）以竹粉为原料，通过化学机械力的方法制备具有高长径比的纤维素纳米纤维；制备出的纤维素纳米纤维平均直径30‑50 nm，长径比超过1000；b）采用纳米二氧化钛粉末为原材料，通过水热法结合机械搅拌，制备出二氧化钛纳米管；c）制备纤维素纳米纤维与二氧化钛纳米管以及多壁碳纳米管的三元复合溶液；d）制备纤维素纳米纤维/二氧化钛纳米管/多壁碳纳米管/氧化石墨烯进行四元复合的溶液；e）采用步骤d）制备的复合溶液，通过湿法挤出成型技术制备平均直径小于60 μm的线状超级电容器电极材料；所述步骤b）将二氧化钛粉末制备成为具有高长径比的二氧化钛纳米管，具体工艺步骤包括：（1）准确称取0.2g德固赛P25放入烧杯中；（2）配置10mol/L的NaOH溶液30ml，倒入步骤（1）的烧杯中成混合溶液；（3）将混合溶液先进行机械搅拌30分钟，使混合溶液成为均匀的白色乳浊液，烧杯底部无沉淀；（4）将搅拌完成后的混合溶液，进行超声处理2小时，使二氧化钛充分溶解于NaOH溶液中；（5）将步骤（4）溶液倒入到内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，拧紧反应釜；并将其放入恒温磁力油浴锅中，设置温度为130℃，转速为500rpm，反应时间为24小时；（6）待步骤（5）中反应釜冷却至室温后，打开反应釜取出聚四氟乙烯内衬，将凝胶状的白色物质倒入到烧杯中，用去离子水洗涤成中性；（7）配置0.1M的HCl 溶液，将上述步骤（6）中的白色物质倒入到配置好的HCl 溶液中浸泡12小时；（8）浸泡完成后，用去离子水将其洗涤成中性；将所得二氧化钛纳米管样品放入真空干燥箱中，在温度为80℃的条件下干燥24小时；（9）将步骤（8）中干燥完成后的样品放入到管式炉中，在以管式炉升温速度为5℃/min升至 500℃的条件下煅烧2小时；（10）对照实验制备普通二氧化钛纳米管，与上述制备二氧化钛纳米管的步骤相同，不需要进行步骤（3）中的机械搅拌，其他实验条件相同。