1.可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)有机水凝胶电解质的制备:
a. 将大豆分离蛋白、溶剂加入反应容器中,加热并搅拌得到混合溶液;
b. 向上述混合溶液中加入甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与丙烯酰胺两种单体,再向混合溶液中加入交联剂、氯化锂水溶液和引发剂得到预聚液;
c. 将预聚液搅拌一段时间后倒入反应模具中恒温反应,得到可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质;
(2)电极的制备:将活性炭、乙炔黑和聚偏二氟乙烯分别称取后,在玛瑙研钵中研磨2‑
3h,加入分散剂N‑甲基吡咯烷酮搅拌混合成均一的导电浆料;将导电浆料均匀涂抹于碳布上,并在70‑80℃的真空烘箱中干燥至分散剂充分除去;
(3)超级电容器组装:将步骤(1)制备的有机水凝胶夹在步骤(2)制备的两个电极之间,即可组装超级电容器;
步骤(1)中所述可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质由交联反应制得,所述交联反应的体系中各组分按质量分数计包括:大豆分离蛋白1.8‑2.2%,甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱1.52‑13.6%,丙烯酰胺6.8‑13.6%,交联剂 0.020‑0.030%,氯化锂 6.50‑6.60%,引发剂
0.020‑0.030%,余量为溶剂;步骤(1)中溶剂为二甲基亚砜和水,二甲基亚砜和水的质量比为3:(6‑7);
‑3
所述有机水凝胶电解质的杨氏模量为1‑20kPa,韧性为0.038‑0.242MJ·m ,室温电导‑1率为20‑40 mS·cm ,所述两个电极均为活性炭电极,所述活性炭电极包括导电浆料和碳布,所述导电浆料均匀涂布于碳布表面,涂布量为2.1‑2.3mg。
2.根据权利要求1所述的超级电容器的制备方法,其特征在于,所述导电浆料的组分按质量分数计包括:活性炭78‑82%,乙炔黑9‑11%,聚偏二氟乙烯 9‑11%。
3.根据权利要求1所述的超级电容器的制备方法,其特征在于,所述甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与丙烯酰胺的质量比=1:(1 8)。
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4.根据权利要求1所述的超级电容器的制备方法,其特征在于,引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种;交联剂为N,N‑亚甲基双丙烯酰胺,氯化锂水溶液浓度为0.5‑‑1
3mol·L 。
5.根据权利要求4所述的超级电容器的制备方法,其特征在于,步骤a中加热温度设置为85‑90℃,搅拌时间为2‑3h,步骤c中搅拌时间为20‑60分钟,聚合反应时间为12‑24h,聚合温度为40‑50℃。
6.根据权利要求1‑5任一项所述的方法制备的超级电容器,其特征在于,所述超级电容‑1器在电流密度为0.2 2 A·g 时,充放电时间为121 10s;所述超级电容器在‑20 20℃、电流‑1 ~ ~ ~密度为0.5A·g 时,充放电时间为13 23.5s。
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7.根据权利要求6所述的超级电容器,其特征在于,所述超级电容器在电流密度为0.2~‑1 ‑1
2 A·g 时,比电容为31.5 63.5 F·g 。
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8.根据权利要求7所述的超级电容器,其特征在于,所述超级电容器在‑20 20℃时,电~阻为18 5Ω。
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