一种集储能-结构一体化的多功能储能装置及其制备方法

摘要

本发明涉及电化学电容器技术领域，特别涉及一种集储能‑结构一体化的多功能结构电容器及其制备方法。本发明以经过KClO₃与H₂SO₄混合溶液处理后再经过空气氧化处理的碳纤维布为电极材料，以环氧树脂基凝胶聚合物为电解质，玻璃纤维布为隔膜，制备出一种集储能‑结构一体化的多功能储能装置。所制备的储能装置属于集储能‑结构一体化的结构电容器，电容器充放电曲线基本都呈线形，具有明显的双电层电容特性，且充放电可逆性较好，电容器电化学性能较前人有了很大提高；为进一步提高电容器电化学及力学性能，可将多个电容器单元进行叠层设计，可设计性比较强。

主权项

一种集储能‑结构一体化的多功能储能装置，包括电极、电解质、隔膜，其特征在于：采用经过活化处理的聚丙烯腈基碳纤维布制作电极材料，以环氧树脂、电解质盐、增塑剂组成环氧树脂基凝胶聚合物电解质体系；所述的经过活化处理的聚丙烯腈基碳纤维布为经过KClO₃与H₂SO₄混合溶液处理后再经过空气氧化处理的聚丙烯腈基碳纤维布，具体处理步骤如下：(1)聚丙烯腈基碳纤维布除胶处理将丙酮和乙醇按体积比1：2混合为溶剂，将聚丙烯腈基碳纤维布浸泡24h，然后用去离子水洗净，80℃干燥12h；(2)聚丙烯腈基碳纤维布液相氧化将步骤1处理过的聚丙烯腈基碳纤维布用去离子水超声清洗30min，浸入体积比为1:1的KClO₃与H₂SO₄的混合溶液中，KClO₃的质量百分浓度为5～15％，H₂SO₄的质量百分浓度为20～40％，聚丙烯腈基碳纤维布与上述混合溶液的质量比为1：80，搅拌，加热，60～100℃对聚丙烯腈基碳纤维布处理1～3h；将聚丙烯腈基碳纤维布取出用去离子水洗至中性，放入鼓风干燥箱内80℃干燥12h；(3)聚丙烯腈基碳纤维布气相氧化将步骤2处理过的聚丙烯腈基碳纤维布放入高温炉，以5℃/min升温速率升温至300～600℃，保温0.5～2h，随炉降温冷却。