申请/专利权人：东北林业大学

申请日：2024-02-23

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117912861A

主分类号：H01G11/84

分类号：H01G11/84;H01G11/86;H01G11/36;H01G11/46;H01G11/26

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.07#实质审查的生效;2024.04.19#公开

摘要：一种NFT@FeNFT@MnFe柔性非对称平面插指型超级电容器的制备方法，涉及一种超级电容器的制备方法。目的在于开发一种新型的柔性非对称平面插指型超级电容器，提高超级电容器的面积比容量与能量密度，为可再生、生物友且经济高效的柔性超级电容器的发展奠定工程基础。本发明将过渡金属氧化物纳米颗粒锚定在多壁碳纳米管表面，制备出具有优异电化学性能的活性材料MWCNT@Fe3O4与MWCNT@MnFe2O4，利用MWCNT的双电层电容、以及在Li2SO4电解质中Fe3O4、MnFe2O4表面发生的快速氧化还原反应，实现对电荷的高效储存与释放。

主权项：1.一种NFT@FeNFT@MnFe柔性非对称平面插指型超级电容器的制备方法，其特征在于：NFT@FeNFT@MnFe柔性非对称平面插指型超级电容器的制备方法按照以下步骤进行：一、NFT@Fe墨水的制备①、将C15H21FeO6、多壁碳纳米管MWCNT和三甘醇放入三颈瓶中，超声分散获得均匀分散的悬浊液；所述C15H21FeO6、多壁碳纳米管和三甘醇的比例为0.38～0.42g:0.08～0.12g:30mL；②、在氮气保护下和搅拌条件下，将悬浊液升温至170～190℃，并保温9～11min，得到均一的黑色悬浊液；③、将黑色悬浊液加热至回流温度并回流38～42min；所述回流温度为275～285℃；所述黑色悬浊液加热至回流温度的升温速率为8～12℃min；④、回流得到的溶液自然冷却至室温分离得到黑色固体，然后用无水乙醇洗涤黑色固体，采用磁铁进行磁性分离以除去未反应的多壁碳纳米管与反应副产物，最后将黑色固体产物干燥并研磨，得到MWCNT@Fe3O4纳米复合材料；所述研磨至粒径为200μm～250μm；⑤、将MWCNT@Fe3O4纳米复合材料、多壁碳纳米管、纤维素纳米纤维CNF和去离子水混合，并用超声波细胞粉碎机中超声分散，得到均匀的CNFMWCNTMWCNT@Fe3O4墨水；所述MWCNT@Fe3O4纳米复合材料、多壁碳纳米管、纤维素纳米纤维和去离子水的比例为：75～79mg:9～13mg:20～24mg:10mL；二、NFT@MnFe墨水的制备①、将MnCH2COOH2、C15H21FeO6、多壁碳纳米管和三甘醇，超声分散得到悬浊液；所述MnCH2COOH2、C15H21FeO6、多壁碳纳米管和三甘醇的比例为：0.12～0.16g:0.38～0.42g:0.08～0.12g:30mL；②、在氮气保护下和搅拌条件下，将悬浊液升温至170～190℃，并保温9～11min，得到均一的黑色悬浊液；③、将黑色悬浊液加热至回流温度并回流38～42min；所述回流温度为275～285℃；所述黑色悬浊液加热至回流温度的升温速率为8～12℃min；④、将回流得到的溶液自然冷却至室温分离得到黑色固体，然后用无水乙醇洗涤黑色固体，采用磁铁进行磁性分离以除去未反应的多壁碳纳米管与反应副产物，最后将黑色固体产物干燥并研磨，得到MWCNT@MnFe2O4纳米复合材料；所述研磨至粒径为200μm～250μm；⑤、将MWCNT@MnFe2O4纳米复合材料、多壁碳纳米管、纤维素纳米纤维和去离子水混合，并用超声波细胞粉碎机中超声分散，得到均匀的CNFMWCNTMWCNT@MnFe2O4墨水；所述MWCNT@MnFe2O4纳米复合材料、多壁碳纳米管、纤维素纳米纤维和去离子水的比例为：54～58mg:6～10mg:14～18mg:10mL；三、超级电容器的组装①、在砂芯漏斗中铺一层混合纤维素滤膜，然后在混合纤维素滤膜上铺具有叉指电极图案的金属掩膜板，在叉指电极图案的正极部分涂覆CNFMWCNTMWCNT@MnFe2O4墨水，在叉指电极图案的负极部分涂覆CNFMWCNTMWCNT@Fe3O4墨水；然后进行真空抽滤，结束后室温干燥，在混合纤维素滤膜上形成非对称插指电极；所述CNFMWCNTMWCNT@Fe3O4墨水和CNFMWCNTMWCNT@MnFe2O4墨水的涂覆量相同，为50μL～250μL；②、将非对称的叉指电极转移到PET胶带的胶层上叉指电极粘附在PET胶带的胶层上，非对称插指电极的正极和负极分别连接极耳，最后覆盖羧甲基纤维素Li2SO4CMCLi2SO4凝胶电解质，得到具有凝胶电解质的非对称的叉指；③、利用PET胶带封装具有凝胶电解质的非对称的叉指，得到单层非对称平面插指型非对称超级电容器；或将两个非对称的叉指的羧甲基纤维素Li2SO4凝胶电解质一侧相贴合，两个叉指电极的正极相连接，两个叉指电极的负极相连接，构成双层非对称平面插指型非对称超级电容器。

全文数据：

权利要求：

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