[发明专利]一种电容器的电极及其制备方法

权利要求书

1.一种电容器的电极，其特征在于所述电极由导电基体材料与聚苯胺/定向碳纳米管复合材料组成，聚苯胺/定向碳纳米管复合材料直接生长在导电基体材料的一面或两面上。

2.据权利要求1一种电容器的电极，其特征在于所述的聚苯胺/定向碳纳米管复合材料是由长度为20-150 μm，直径为1-50 nm的单壁或多壁定向碳纳米管以及包覆在碳纳米管外的厚度不大于30 nm的聚苯胺膜组成。

3. 根据权利要求1所述的一种电容器的电极，其特征在于所述的导电基体材料为Al、Cu、Ti、Mg、Ni、Ta、Pt、不锈钢、中间相微球、石墨、膨胀石墨等金属或非金属的板、箔、网、颗粒或泡沫状材料。

4. 根据权利要求1所述的一种电容器的电极，其特征在于：所述的聚苯胺/定向碳纳米管复合电极材料中，聚苯胺占复合电极材料总质量的10%-80%。

5.根据权利要求3所述的一种电容器的电极，其特征在于：所述的聚苯胺/定向碳纳米管复合电极材料中，聚苯胺占复合电极材料总质量的50%-60%。

6.一种电容器的电极制备方法，其特征在于制备过程的步骤包括：

1）将导电基体材料与催化剂二茂铁先后放入化学气相沉积系统的石英管中，其中导电基体材料位于石英管的高温反应区，催化剂二茂铁位于石英管进气端的低温区。向石英管中通入200 mL/min 的Ar和H₂的混合气体30 min中后，将反应区温度加热到500-900 ℃，石英管进气端的温度控制在200-400 ℃。调整进气速率，按20 mL/min、20 mL/min和160 mL/min的进气速率分别通入反应气、H₂和Ar的混合气体，反应20-60 min后，停止反应气的供应，将石英管在保护性气氛下冷却到室温，在导电基体材料上即获得长度为20-150 μm，直径为1-50 nm的单壁或多壁定向碳纳米管；

2）将步骤1）获得的表面生长定向碳纳米管阵列的导电基体作为工作电极，不锈钢或钛为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极，选用定向碳纳米管质量100-300倍配制的盐酸苯胺的硫酸溶液作为电解质。采用电化学循环伏安的方法，对单体进行原位聚合，使聚合物沉积到定向碳纳米管的表面，聚苯胺沉积膜的厚度不大于30 nm，然后用蒸馏水冲洗，60 ℃真空干燥12 h后在导电基体上得到聚苯胺/定向碳纳米管复合材料。

7.根据权利要求6所述的一种电容器电极的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述化学气相沉积的导电基体材料为Al、Cu、Ti、Mg、Ni、Ta、Pt、不锈钢、中间相微球、石墨、膨胀石墨等金属或非金属的板、箔、网、颗粒或泡沫状材料。

8.根据权利要求6所述的一种电容器电极的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述化学气相沉积的反应气为天然气、乙烯、丙烯、乙炔、二甲苯等的一种或多种。

9.根据权利要求6所述的一种电容器电极的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述盐酸苯胺在硫酸电解质溶液的摩尔浓度为0.01-0.5 mol/L，其中电解质溶液中H₂SO₄溶液的浓度为0.1-2 mol/L。

10. 根据权利要求6所述的一种电容器电极的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的采用循环伏安法进行沉积，工作电极与辅助电极之间的电压为-0.2~0.8 V，扫描速率为50 mV/s，循环次数为10-150次。

11.根据权利要求6和10所述的一种电容器电极的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的聚苯胺/定向碳纳米管复合电极材料中，聚苯胺占复合电极材料总质量的10%-80%。