一种石墨烯/碳纳米管复合纤维基超级电容器的制备方法

摘要

本发明公开了石墨烯/碳纳米管复合纤维基超级电容器的制备方法通过混合溶解氧化石墨烯和羧化多壁碳纳米管，将得到的氧化石墨烯/碳纳米管复合纺丝浆液通过纺丝喷头挤出到凝固液中，洗涤并真空干燥，然后还原得到石墨烯/碳纳米管复合纤维；最后将两根长度与直径相等的石墨烯/碳纳米管复合纤维两端分别固定在基底和导电集流体上，表面包覆凝胶电解质后得到石墨烯/碳纳米管复合纤维基超级电容器。本发明操作简便、成本低，适于规模化生产，电容器比电容、能量密度高，具有良好的柔性，可用于柔性储能材料、器件等领域。

主权项

一种石墨烯/碳纳米管复合纤维基超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤如下：1)将氧化石墨烯和羧化多壁碳纳米管溶于溶剂并搅拌1h以上，得到氧化石墨烯/碳纳米管复合纺丝浆液；氧化石墨烯和羧化多壁碳纳米管的质量配比为1‑297:3，氧化石墨烯与溶剂的质量配比为0.1‑3:100；2)将步骤1得到的氧化石墨烯/碳纳米管复合纺丝浆液以10‑2000μL/min的挤出速度通过直径为10‑5000μm的纺丝喷头，在5‑35℃的凝固液中停留1‑3600s，洗涤，60‑100℃真空干燥，得到氧化石墨烯/碳纳米管复合纤维；3)将步骤2得到的氧化石墨烯/碳纳米管复合纤维置于还原剂或高温热处理，得到石墨烯/碳纳米管复合纤维；4)将两根长度与直径相等的石墨烯/碳纳米管复合纤维两端分别固定在基底上，再将纤维固定在导电集流体上，纤维表面用凝胶电解质直接包覆并干燥，从而得到石墨烯/碳纳米管复合纤维基超级电容器；所述步骤2的凝固液为有机系凝固剂；所述有机系凝固剂由饱和NaOH的甲醇溶液、饱和NaOH的乙醇溶液、饱和KOH的甲醇溶液、饱和KOH的乙醇溶液、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、石油醚的一种或多种按任意配比混合组成；述步骤3中的还原剂选自抗坏血酸钠水溶液、水合肼蒸汽；所述抗坏血酸钠水溶液的体积百分含量为5％‑50％；还原反应温度为85‑95℃。所述高温热处理为惰性氮气或氩气气氛下800‑1000℃还原8‑12小时 。