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一種碳納米管/二氧化錳雜化超級電容器電極材料的制備方法及用途與流程

文檔序號:12702419閱讀:來源:國知局
一種碳納米管/二氧化錳雜化超級電容器電極材料的制備方法及用途與流程

技術(shù)特征:
1.一種碳布/碳納米管/二氧化錳雜化超級電容器電極材料的制備方法,包括如下步驟:(1)將柔性碳布去除無機雜質(zhì)后去除有機物雜質(zhì);(2)通過物理蒸發(fā)方式在碳布上沉積一層Ni薄膜;(3)將步驟(1)去除雜質(zhì)后的碳布置入碳納米管等離子體化學(xué)沉積生長爐中,對Ni膜進(jìn)行退火球化;(4)降溫通入C2H4,啟動等離子電源,進(jìn)行碳納米管的有序生長;(5)將步驟(4)所得生長有碳納米管的碳布置入反應(yīng)釜中,加入高錳酸鉀溶液后密封,然后將其加熱下反應(yīng);(6)反應(yīng)結(jié)束后快速冷卻反應(yīng)釜后打開反應(yīng)釜,取出碳布,用去離子水進(jìn)行沖洗,然后將碳布烘烤,得到碳布/碳納米管/MnO2復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中去除無機雜質(zhì)的方法為:將柔性碳布用硝酸溶液浸泡,然后用去離子水沖洗。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述去除無機雜質(zhì)的方法為:將柔性碳布用2-8mol/L的硝酸溶液浸泡0.5h以上,然后用大量去離子水沖洗。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述去除無機雜質(zhì)的方法為:將柔性碳布用2-8mol/L的硝酸溶液浸泡1h,然后用大量去離子水沖洗。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中去除有機物雜質(zhì)的方法為:將經(jīng)去除無機雜質(zhì)處理后的碳布用丙酮、乙醇先后超聲清洗。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述去除有機物雜質(zhì)的方法為:將經(jīng)去除無機雜質(zhì)處理后的碳布用丙酮、乙醇先后進(jìn)行3-5次超聲清洗。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)中Ni薄膜的厚度為5-20nm。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)中Ni薄膜的厚度為8-15nm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)中所述退火球化的條件為:通入氨氣,升溫至760-800℃,保持5-20min。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法,其特征在于,所述退火球化的條件為:通入150-250ccm的氨氣,生長爐腔內(nèi)壓強為15-25mbar,升溫至760-770℃,保持10-12min。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(4)中所述降溫為降溫至680-750℃。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法,其特征在于,所述C2H4通入的速率為40-80Sccm。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備方法,其特征在于,所述C2H4通入的速率為60Sccm。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法,其特征在于,所述等離子電源的功率為50-90W。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備方法,其特征在于,所述等離子電源的功率為70W。16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法,其特征在于,所述生長爐腔內(nèi)壓強與退火球化時的壓強相同。17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法,其特征在于,所述生長的時間為15min-60min。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制備方法,其特征在于,所述生長的時間為30min。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(5)中所述高錳酸鉀溶液的濃度為0.05-0.15mol/L。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制備方法,其特征在于,步驟(5)中所述高錳酸鉀溶液的濃度為0.1mol/L。21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制備方法,其特征在于,所述高錳酸鉀溶液的加入量與碳布表面積的比為10-50ml/cm2。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制備方法,其特征在于,所述高錳酸鉀溶液的加入量與碳布表面積的比為25ml/cm2。23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制備方法,其特征在于,所述加熱在烘箱中進(jìn)行。24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制備方法,其特征在于,所述加熱的溫度為150-200℃;所述反應(yīng)的時間為15min-40min。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的制備方法,其特征在于,所述加熱的溫度為180℃;所述反應(yīng)的時間為25min。26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(6)中所述冷卻使用流動冷水進(jìn)行快速冷卻,冷卻2-10min后打開反應(yīng)釜。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制備方法,其特征在于,所述烘烤在熱臺上進(jìn)行。28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制備方法,其特征在于,所述烘烤的溫度為100-200℃;所述烘烤的時間為0.5-3h。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的制備方法,其特征在于,所述烘烤的溫度為150℃;所述烘烤的時間為1h。30.權(quán)利要求1-29任一項所述制備方法制得的電極材料的用途,其特征在于,將其應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的用途,其特征在于,將所述電極材料應(yīng)用于可穿戴電子產(chǎn)品。
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