以聚苯胺/取向碳纳米管复合膜为电极的超级电容器及其制备方法

摘要

本发明属于超级电容器技术领域，具体为一种以聚苯胺/取向碳纳米管复合膜为电极的超级电容器及其制备方法。本发明采用电化学聚合的方法，先使聚合物单体吸附在碳管表面，后在苯胺-硫酸电解液中采用三电极的恒电位电沉积得到聚苯胺/取向碳纳米管复合膜。以此种复合膜作为电极构建的超级电容器，具有较高的比容量和稳定的循环性能，同时超级电容器兼具良好的柔性和透明性。本发明开辟了一种获得柔性透明高效的超级电容器的方法。

主权项

一种以聚苯胺/取向碳纳米管复合膜为电极的超级电容器的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1）聚苯胺/取向碳纳米管复合膜的制备a) 制备取向碳纳米管膜：使用干净的刀片将取向碳纳米管阵列拉伸出一定的长度，贴附在聚对苯二甲酸乙二酯上，得到的碳纳米管膜的质量面密度为：1.2~1.6μg/cm²； b) 将上述拉好的碳纳米管膜，沿着平行于碳纳米管膜取向结构的方向，先在一端涂上银胶，再在另一端涂上双组份改性环氧树脂型胶粘剂504胶，60‑80℃下烘干；c) 将烘好的碳纳米管膜涂有银胶的一端露在空气中，另一端在纯苯胺中浸泡5~30分钟后，接着浸入苯胺‑硫酸溶液中10~60分钟；最后在电化学工作站上采用三电极恒电位法进行电沉积，以铂丝为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，电沉积的电压为0.75~0.90V，电解液为90~250mL的苯胺‑硫酸溶液，电沉积时间为80s至800s，电沉积完成之后依次用稀硫酸溶液和去离子水洗涤得到聚苯胺/取向碳纳米管膜电极；其中所述苯胺‑硫酸溶液中，苯胺的摩尔浓度为：0.05~0.20mol/L，硫酸的摩尔浓度为0.50~2.0mol/L，苯胺和硫酸的物质的量比为（0.1 ~0.4）：1；（2） 将两片聚苯胺/取向碳纳米管复合膜电极，中间用聚乙烯醇‑磷酸凝胶电解质隔开，制作柔性透明的超级电容器；其中：所述超级电容器采用聚乙烯醇‑磷酸凝胶电解质，以聚对苯二甲酸乙二酯作为基底，以聚苯胺/取向碳纳米管复合膜为电极，其中所述聚苯胺/取向碳纳米管复合膜的厚度为20~35nm，以重量百分数计，所述聚苯胺占复合膜的10~90%。