:將配好的漿料(配比為活性物質:導電炭黑:粘結劑=8:1:1)均勻涂覆在不銹鋼網上(100目，1*1 Cm)，經過壓緊，干燥之后得到電極，測試所用電解液為I M硫酸。其交流阻抗測試如圖4所示，展現了明顯的高頻，中頻，低頻三部分，在高頻部分與實軸的焦點與原點接近大概為1.5歐姆，說明電極內阻較低，因此我們制備的電極是可靠的；中頻部分為一個半圓結構，較小的半徑說明電極材料的電子轉移阻力較小；低頻部分是與虛軸幾乎平行的曲線，說明電極材料離子擴散阻力較小。循環伏安測試如圖5所示，展現了聚苯胺的三對比較對稱的特征峰，且伏安曲線圍成的面積較大，計算得到的比電容為696 Fg—1 (掃描速率為20 mV s—1)。恒電流充放電測試如圖6所示，頂端較小的歐姆降與交流阻抗測試相呼應，放電曲線較平滑，說明電極材料內部結構均勻，放電時間較長，進一步說明此電極材料擁有較大的比電容。(無特殊說明以下電極制備方法均為此)
實施例2
按照實施例1的反應步驟和過程，只是將G0/MWCNT的混合液改為純的GO液，得到的復合材料PAG。本例所得正極材料PAG其XRD ,XPS，如圖2，3所示，與PAGM差別不大，說明了相似的結構、元素組成。其電化學表征如圖4，5，6所示，與PAGM展現相似的曲線結構，證明了前面所述，只是因為缺少了 MffCNT提供較好的導電性，使其電化學性能相較于PAGM表現的差。
[0017]
實施例3
按照實施例1的反應步驟和過程，只是將G0/MWCNT的混合液改為純的MWCNT液，得到的復合材料PAM。本例所得正極材料PAG其XRD，XPS，如圖2，3所示，與PAGM差別不大，說明了相似的結構、元素組成。其電化學表征如圖4，5，6所示，與PAGM展現相似的曲線結構，證明了前面所述，只是因為缺少了 GO提供大比表面積，使其電化學性能相較于PAGM表現的差。
[0018]
實施例4
負極材料一 KOH活化G0/MWCNT復合材料制備:將在步驟(I)中得到的混合溶液中加入50mg KOH固體，使G0/MWCNT從溶液中絮沉，經過過濾，干燥之后再混合300 mg的KOH固體，而后在惰性氣體保護下分別對其在400 ciC煅燒I h，800 ciC煅燒3 h，最后經過酸洗，水洗干燥得至IJ產物A-GM。本例所得負極材料A-GM其循環伏安表征如圖7所示，展示了非常對稱的曲線，且曲線圍成的面積較大，說明制備的電極材料優異的導電性，多孔疏松得到了較大的比表面積。
[0019]
實施例5
對正負極材料組裝簡易電容器PAGM//A-GM，如圖8所示。因為負極材料相較于正極材料用料較多，故將其至于同心圓的外側。所組裝的電容器電化學測試如圖9，10，11，12所示。其中，探索電容器電勢窗口電壓的測試如圖9所示，展示了高于單獨正負極材料的電勢窗口電壓，達到了 1.6 V。電容器恒電流充放電測試如圖10所示，展示了在較大電流密度范圍內較好工作。在給定電流密度范圍內，功率密度，能量密度的關系如圖11所示，在此范圍內，展示了較大的功率密度，能量密度。電容器工作穩定性如圖12所示，循環工作3000次之后，還能保持85%以上，展示了優良的穩定性。
[0020]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切修飾或改變，仍由本發明的權利要求所覆蓋。
【主權項】
1.一種高性能不對稱電容器的正電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)60/麗0抑混合溶液制備:將50-100mg質量比為3: 2的GO/MWCNT混合物分散于50-100 mL去離子水中，經過攪拌，然后輕微超聲促進均勻分散，并防止GO碎片化，而后低速離心取澄清液，得到G0/MWCNT混合溶液； (2)正極材料一PANI/G0/MWCNT三元復合材料制備:將在步驟(I)中得到的混合溶液中加入0.05-0.1 g非離子表面活性劑，攪拌使其溶解，得到基底溶液;然后將0.5-1 mL苯胺單體溶解于25-50 mL I M硫酸中，緩慢加入基底溶液中得到生長溶液;稱取1.25_2.5 g過硫酸銨溶解于25-50 mL I M硫酸中，轉移到分液漏斗中，以2_4滴每秒的速度加入到生長溶液中，同時保持溫度為0-5 ciC,經過6-8 h后，過濾，離心，干燥得到三元復合材料粉末。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(I)中攪拌時間為8-24h，超聲時間為5-10 min。3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的非離子表面活性劑為PVP或OP-1O。4.由權利要求1所述方法制得的高性能不對稱電容器的正電極材料。5.—種高性能不對稱電容器的負電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)60/麗0抑混合溶液制備:將50-100mg質量比為3: 2的G0/MWCNT混合物分散于50-100 mL去離子水中，經過攪拌，然后輕微超聲促進均勻分散，并防止GO碎片化，而后低速離心取澄清液，得到G0/MWCNT混合溶液； (2)負極材料一KOH活化G0/MWCNT復合材料制備:將在步驟(I)中得到的混合溶液中加入KOH固體，使G0/MWCNT從溶液中絮沉，經過過濾，干燥之后再混合KOH固體，而后在惰性氣體保護下分別對其在400 qC煅燒0.5—I h，800 qC煅燒2.5—4 h，最后經過酸洗，水洗干燥得到產物。6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述第一次加入KOH固體為50-100 mg，第二次加入KOH固體質量為G0/MWCNT 5-10倍。7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的惰性氣體為氮氣。8.由權利要求5所述方法制得的高性能不對稱電容器的負電極材料。
【專利摘要】本發明涉及一種高性能不對稱電容器的正負電極材料。其中正極材料是一種高比容量的三元復合材料：聚苯胺/氧化石墨烯/多壁碳納米管。負極材料為一種高比表面積、高導電性的氫氧化鉀活化GO/MWCNT復合材料。對該三元正極材料電化學測試可以發現，該三元復合材料的電化學性能遠遠優于二元復合材料。與負極材料組裝得到的簡易的不對稱電容器的電化學測試中，也得到了較好的電化學性能。本發明所用制備方法工藝簡單，原料無毒無害，所得到的正極材料，微觀三元結構表現出一體化的特征—GO提供足夠的比表面積負載聚苯胺納米柱，被聚苯胺包裹的MWCNT橋接GO片之間，負極材料則表現出多孔，疏松的特質，在電容器電極材料中有較好的應用前景。
【IPC分類】H01G11/30, H01G11/24, H01G11/86, H01G11/48
【公開號】CN105609329
【申請號】CN201610102304
【發明人】王賢保, 郝明, 熊未來, 陳易, 張柳
【申請人】湖北大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年2月25日