[发明专利]基于MnO₂与Fe₂O₃纳米结构的柔性非对称超级电容器及其制备方法和应用有效

申请号：	201310263404.5	申请日：	2013-06-27
公开（公告）号：	CN103366970A	公开（公告）日：	2013-10-23
发明（设计）人：	麦文杰;杨培华	申请（专利权）人：	暨南大学
主分类号：	H01G11/46	分类号：	H01G11/46;H01G11/24
代理公司：	广州市华学知识产权代理有限公司 44245	代理人：	裘晖;陈燕娴
地址：	510632 广***	国省代码：	广东;44
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摘要：
搜索关键词：	基于 mno sub fe 纳米结构柔性对称超级电容器及其制备方法应用
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【说明书】：

技术领域

本发明属于超级电容器设计领域，涉及一种基于MnO₂和Fe₂O₃纳米结构的柔性非对称超级电容器的及其制备方法和应用。

背景技术

能源短缺和环境恶化是当今社会普遍关注的问题，随着煤和石油等资源的日益枯竭，寻找清洁的能源和可再生的能源已经成为世界各国共同关注的热点问题。超级电容器是一种性能介于电池与传统电容器之间的新型、高效、实用的能量存储装置，具有功率密度高、充放电速度快、使用寿命长、环境友好等优点。近年来，随着电子材料器件向着柔性、可携带方向发展，柔性超级电容器已经成为新材料研究和发展的一个重要方向。公开号为CN102509635A的中国专利申请以碳布为导电基底，合成了碳颗粒/MnO₂纳米结构，制备了柔性超级电容器，但此方法成本较高，且器件的能量密度有限。

超级电容器的存储能量E=1/2CV²，其中C为电容量，E为电容器的工作电压。非对称超级电容器的工作电压一般可以达到对称超级电容器的两倍，所以要获得可以储存高能量的超级电容器，非对称结构是一种很好的策略。公开号为CN101916667A的中国专利公开了一种基于MnO₂与PPy/F-CNTs复合材料的非对称超级电容器。但是该发明采用KCl液态电解质，难以满足当前电子元件携带方便的要求。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的首要目的在于提供一种基于MnO₂与Fe₂O₃纳米结构的高性能柔性非对称超级电容器的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种上述方法制备得到的基于MnO₂与Fe₂O₃纳米结构的高性能柔性非对称超级电容器。

本发明的再一目的在于提供上述基于MnO₂与Fe₂O₃纳米结构的高性能柔性非对称超级电容器的应用。

本发明的目的具体通过以下技术方案实现：

一种基于MnO₂与Fe₂O₃纳米结构的柔性非对称超级电容器的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：

（1）制备MnO₂纳米线正极；

（2）制备Fe₂O₃纳米管负极；

（3）配制PVA/LiCl胶体电解质；

（4）将步骤（1）所得MnO₂纳米线正极和步骤（2）所得Fe₂O₃纳米管负极，通过步骤（3）所得PVA/LiCl胶体电解质将两块电极叠在一起，中间用隔膜隔开，电解质风干后，得到基于MnO₂与Fe₂O₃纳米结构的柔性非对称超级电容器。

步骤（1）所述MnO₂纳米线正极的制备是优选以碳布为基底，采用水热法或电镀法生长MnO₂纳米线正极。

所述水热法是将2.5-5mmol KMnO₄、1-5mL浓盐酸、45-100mL水的比例配成混合溶液，以碳布为基底，将混合溶液在100-200℃条件下在高压釜中生长4-24小时，清洗产物，将得到的产物在3-500℃条件下空气中退火1-8小时，得到MnO₂纳米线正极。