[发明专利]一种碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料及其制备

权利要求书

1.一种碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料，其特征在于，所述电极材料包括碳纤维基材以及通过化学键连接在碳纤维基材表面的碳纳米管，所述碳纳米管为螺旋碳纳米管。

2.一种如权利要求1所述的碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

(1)将碳纤维清洗并烘干，然后置于浓硝酸中进行酸化，然后洗涤、干燥，得到酸化碳纤维；

(2)将多个酸化碳纤维通过导电胶粘结并作为阴极，以镍片作为阳极，在含镍电镀液中进行电镀负载，使得碳纤维表面负载镍颗粒，然后洗涤、干燥；

(3)将表面负载有镍颗粒的碳纤维以一定角度固定在石英舟中，在N₂保护下通以碳源气体，在碳纤维表面气相沉积螺旋碳纳米管；

(4)将表面沉积有螺旋碳纳米管的碳纤维进行酸化处理，洗涤、干燥后即得所述电极材料。

3.根据权利要求2所述的一种碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碳纤维清洗是将碳纤维置丙酮溶液中，50～80℃下加热回流20～30h，然后用丙酮冲洗，以去除碳纤维表面的环氧胶层。

4.根据权利要求2所述的一种碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碳纤维的酸化在浓硝酸中进行，酸化的温度为50～80℃，酸化时间为1～3h。

5.根据权利要求2所述的一种碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述含镍电镀液为六水硫酸镍、六水氯化镍或硝酸镍中的一种与硼酸的混合溶液。

6.根据权利要求2或5所述的一种碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述电镀所用的电压为5～9V，电镀时间为1～60s，所述洗涤采用蒸馏水，所述干燥的温度为70～90℃，干燥时间为10～15h。

7.根据权利要求2所述的一种碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述表面负载有镍颗粒的碳纤维与石英舟的固定角度为45～90°。

8.根据权利要求2所述的一种碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述碳源气体为乙醇、甲烷或乙烯中的一种。

9.根据权利要求2或8所述的一种碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述N₂的流量为20～80mL/min，碳源气体的通入速率为20～80mL/min，所述气相沉积的时间为30～60min，温度为650～800℃。

10.根据权利要求2所述的一种碳纤维/碳纳米管柔性超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述酸化处理在浓硝酸中进行，酸化处理的温度为60～80℃，时间为1～3h。