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专利号: 2021115909093
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种一体化非对称超级电容器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:可自愈的PVA‑PHEAA‑SA水凝胶电解质的制备;

(1)将聚乙烯醇PVA溶解到1mol/L氯化钾溶液中,在95℃下搅拌2小时后,溶液呈澄清透明状;其中PVA和氯化钾溶液的质量比为1:10;

(2)将N‑羟乙基丙烯酰胺HEAA和光固化剂Irgacure 2959加入到步骤一(1)中所得溶液中,搅拌至完全溶解;其中PVA和HEAA的质量比为1:(4‑8),Irgacure 2959和HEAA的摩尔比为1:100;

(3)在室温下将海藻酸钠SA溶解到步骤一(2)中所得溶液中,其中SA和PVA的质量比为

1:(2‑10);

(4)将步骤一(3)中所得溶液,转移到模具中,再用紫外线灯照射1‑3小时,即可得到PVA‑PHEAA‑SA水凝胶电解质;

步骤二:GO‑PPy//PVA‑PHEAA‑SA//GO‑PPy一体化对称超级电容器的制备;

步骤三:PPy//PVA‑PHEAA‑SA//PPy一体化超级电容器的制备;

步骤四:将GO‑PPy//PVA‑PHEAA‑SA//GO‑PPy超级电容器沿电解质切开,得到两个对称的且只有一面聚合了GO‑PPy的PVA‑PHEAA‑SA水凝胶;

步骤五:将PPy//PVA‑PHEAA‑SA//PPy超级电容器沿电解质切开,得到的两个对称的且只有一面聚合了PPy的PVA‑PHEAA‑SA水凝胶;

步骤六:将两份对称的水凝胶各取出一半,使水凝胶面贴合在一起,静置1‑3个小时,通过PVA‑PHEAA‑SA水凝胶的可自愈性能,得到电解质为PVA‑PHEAA‑SA,阳极为GO‑PPy,阴极为PPy的非对称超级电容器。

2.根据权利要求1所述的一种一体化非对称超级电容器的制备方法,其特征在于:所述的GO‑PPy//PVA‑PHEAA‑SA//GO‑PPy一体化对称超级电容器的制备,具体包括以下步骤:(1)将5mg/ml的氧化石墨烯GO溶液和吡咯Py加入到0.5mol/L的硫酸溶液中,使用超声溶解30分钟;GO溶液和硫酸溶液的体积比为1:(20‑70),Py和硫酸的摩尔比为1:1.25;

(2)将可自愈的PVA‑PHEAA‑SA水凝胶切成一个长宽高为(2‑10):(2‑10):0.5cm的立方体放入步骤二(1)中所得溶液,静置20分钟;

(3)将过硫酸铵溶解到0.5mol/L的硫酸溶液中,过硫酸铵和吡咯Py的摩尔比为1:1,过硫酸铵和硫酸的摩尔比为1:1.25,使用超声溶解30分钟;

(4)取出步骤二(2)中的水凝胶,投入到步骤二(3)中溶液内进行聚合反应,并将溶液置于0‑4℃的环境下;

(5)经过4小时的原位聚合反应,电极材料GO‑PPy充分生长在电解质上,将电解质取出后用去离子水和乙醇清洗表面杂质,并烘干后,将四周边缘切去,露出电解质和电极的分层界面,封装后即得GO‑PPy//PVA‑PHEAA‑SA//GO‑PPy一体化超级电容器。

3.根据权利要求1所述的一种一体化非对称超级电容器的制备方法,其特征在于:所述的PPy//PVA‑PHEAA‑SA//PPy一体化超级电容器的制备,具体包括以下步骤:(1)将吡咯Py加入到0.5mol/L的硫酸溶液中,Py和硫酸的摩尔比为1:1.25,使用超声溶解30分钟;

(2)将可自愈的PVA‑PHEAA‑SA水凝胶切成一个长宽高为(2‑10):(2‑10):0.5cm的立方体放入步骤三(1)中所得溶液,静置20分钟;

(3)将过硫酸铵溶解到0.5mol/L的硫酸溶液中,过硫酸铵和吡咯的摩尔比为1:1,硫酸的摩尔比为1:1.25,使用超声溶解30分钟;

(4)取出步骤三(2)中的水凝胶,投入到步骤三(3)中溶液内进行聚合反应,并将溶液置于0‑4℃的环境下;

(5)经过4小时的原位聚合反应,电极材料PPy充分生长在电解质上,将电解质取出后用去离子水和乙醇清洗表面杂质,并烘干后,将四周边缘切去,露出电解质和电极的分层界面,封装后即可得PPy//PVA‑PHEAA‑SA//PPy一体化超级电容器。