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专利号: 2016109647020
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种聚吡咯膜基柔性电极,由聚吡咯膜粘贴在石墨纸上得到;

所述聚吡咯膜,其特征在于,所述聚吡咯膜的结构单元为:其中n为52~56,Mw/Mn为1.5~2.5;

所述聚吡咯膜的厚度为130~300nm;

所述聚吡咯膜,在波长200–800nm的紫外-可见光范围内,分别在320、440、463和540nm处有吸收峰;

–1 –1 –1 –1

所述聚吡咯膜,其红外光谱的特征吸收频率为1545cm 、1466cm 、1305cm 、1182cm 、

1092cm–1、1043cm–1、915cm–1、787cm–1、和678cm–1;

所述聚吡咯膜的制备方法,包括下列步骤:

a.将水置于容器中,冷冻,使形成一光滑、平整的冰面;

b.将预冷的氧化剂水溶液倾倒在步骤a的冰面上,冷冻,使形成一光滑、平整的含氧化剂的冰层;

c.将吡咯单体溶解在有机溶剂中,预冷,然后将其倾倒在步骤b的含氧化剂的冰层表面,冷冻条件下保持5min到6h,得冰支撑的聚吡咯膜;

d.使聚吡咯膜下面的冰层融化,使膜与冰层剥离,将膜水洗,冷冻干燥,得自持聚吡咯膜。

2.如权利要求1所述的聚吡咯膜基柔性电极,其特征在于,采用导电胶将聚吡咯膜粘贴在石墨纸上。

3.如权利要求1所述的聚吡咯膜基柔性电极,其特征在于,步骤a中所述的冷冻是指将水在其冰点以下至–20℃以上的温度范围内放置6~12h;

步骤a中的容器,其表面积S为0.001~0.02m2;步骤a中所述的冰,其厚度为0.2~1cm;

步骤a中所述光滑、平整冰面是通过往水中添加少量低表面能、水溶性有机溶剂获得的;所述低表面能、水溶性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、丁酮、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯或者由它们中的两种以上形成的混合物;低表面能、水溶性有机溶剂与水的体积之比为(1~2):500;

步骤b中所述的氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、高锰酸钾、重铬酸钾、氯化铁、硝酸铁、硫酸铁或它们的混合物;

步骤b中所述的氧化剂水溶液,其体积为0.1S~0.3S L;S为容器的表面积,其单位为m2;

步骤b中所述的氧化剂水溶液,其溶液pH为1~4;

步骤b中所述的氧化剂水溶液,其中氧化剂的浓度为0.037~0.83mol/L;

步骤b中所述的冷冻是指在–2~–20℃温度范围内放置2~6h;

步骤b中所述的预冷是指将氧化剂水溶液的温度降至0~5℃之间;

步骤c中所述的有机溶剂,包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯或者由它们中的两种以上形成的混合物;

步骤c中所述的有机溶剂,其体积为0.02S~0.06S L;

步骤c中所述的吡咯,其物质的量与步骤b中氧化剂的物质的量之比为(0.67~5):1;

步骤c中所述的预冷是指将溶解吡咯的有机溶剂的温度降至0~5℃之间;

步骤c中所述的冷冻条件为温度在–2~–20℃之间;

步骤d中使聚吡咯膜下面的冰层融化为,用水使聚吡咯膜下面的冰层融化;具体为,用适量蒸馏水冲洗聚吡咯膜,使膜与冰层剥离。

4.如权利要求1~3任一项所述的聚吡咯膜基柔性电极,其特征在于,所述聚吡咯膜基–2柔性电极的面积比容量为209~599mF cm 。

5.如权利要求1~3任一项所述的聚吡咯膜基柔性电极,其特征在于,所述聚吡咯膜基柔性电极的体积比容量为70~200F cm–3。

6.如权利要求1~5任一项所述的聚吡咯膜基柔性电极的制备方法,其特征在于,步骤如下:(1)裁剪聚吡咯膜,使尺寸为x cm×y cm;

(2)采用导电胶将尺寸为x cm×y cm的聚吡咯膜粘贴在尺寸为(x+0.5~2)cm×y cm的石墨纸上,待导电胶干燥后即可;

其中,x=1~4;y=1~4。

7.如权利要求6所述的聚吡咯膜基柔性电极的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述导电胶为银浆;步骤(2)中所述石墨纸,其厚度为0.03~0.3mm。

8.如权利要求1~5任一项所述的聚吡咯膜基柔性电极的应用,或者如权利要求6或7所述制备方法制备的聚吡咯膜基柔性电极的应用,用于聚吡咯膜基超级电容器。

9.如权利要求8所述的应用,其特征在于,所述超级电容器为卷绕式,从外到内依次为紧密卷绕的绝缘纸、由所述聚吡咯膜基柔性电极构成的第一聚吡咯膜基柔性电极、固体电解质和由所述聚吡咯膜基柔性电极构成的第二聚吡咯膜基柔性电极;

所述第一聚吡咯膜基柔性电极和第二聚吡咯膜基柔性电极的四周沿膜边缘涂覆一圈水性绝缘漆;所述第一聚吡咯膜基柔性电极和第二聚吡咯膜基柔性电极的结构完全相同。