[发明专利]一种基于GQD/氢氧化钴复合材料的全固态柔性微型超级电容器

说明书

本发明提供一种基于GQD/Co(OH)₂复合材料的全固态柔性微型超级电容器，所述全固态柔性微型超级电容器的正极采用GQD/Co(OH)₂复合材料制备而成，所述GQD/Co(OH)₂复合材料按照包括如下步骤的方法制得：GQD(石墨烯量子点)粉体的水溶液、Co(NO₃)₂.6H₂O、KCl与水混合均匀，以混合溶液为电解液，以纳米孔金线为工作电极，经恒流沉积获得GQD/Co(OH)₂复合材料。本发明提供的基于GQD/Co(OH)₂复合材料的全固态柔性微型超级电容器，具有良好的导电性和较高的能量密度，且其容量易于控制。

技术领域

本发明属于全固态柔性微型超级电容器技术领域，特别涉及一种基于GQD/Co(OH)₂复合材料的全固态柔性微型超级电容器。

背景技术

全固态柔性微型超级电容器在功率密度和可折叠弯曲等方面具有明显优势，正逐渐成为芯片储能器件研究领域中一个新兴的、前沿的研究方向。它可作为微型功率源与微电子器件互相兼容，具有极大的应用前景。但当前柔性微型超级电容器仍存在基体选择性小、比电容量小、阻抗大和循环寿命短等缺点。因此，开发新型高效的柔性微型超级电容器成为当前研究者的工作热点，其关键在于保证器件易弯曲、便携式的同时，提高器件的能量密度和功率密度。公开号为CN 105097292 A的中国专利申请公开了一种全固态非对称型超级电容器及其制备方法，其中采用的正极由氧化钴纳米片制成，负极由氧化铁纳米棒制成，其中氧化镍和氧化铁本身都存在较高的电容，组装后，获得的电容器在保持较高电容的情况下，还体现出良好的循环寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于GQD/Co(OH)₂复合材料的全固态柔性微型超级电容器，该电容器具有良好的导电性和较高的能量密度，且其容量易于控制。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

一种基于GQD/Co(OH)₂复合材料的全固态柔性微型超级电容器，所述全固态柔性微型超级电容器的正极采用GQD/Co(OH)₂复合材料制备而成，所述GQD/Co(OH)₂复合材料按照包括如下步骤的方法制得：GQD(石墨烯量子点)粉体的水溶液、Co(NO₃)₂.6H₂O、KCl与水混合均匀，以混合溶液为电解液，以纳米孔金线为工作电极，经恒流沉积获得GQD/Co(OH)₂复合材料。

在部分优选方案中，所述GQD粉体的水分散液与Co(NO₃)₂.6H₂O、KCl的比例依次为1L∶0.06-0.1mol∶0.1mol；该数值不排除约数的情形，而且此处的比例只是为了更好的表达三者之间的用量关系，并非绝对用量值。

优选的，所述GQD的粒径为2.4-8.8nm。

作为一种优选方案，所述GQD粉体按照包括如下步骤的方法制备：将氧化石墨与有机溶剂混合均匀，进行溶剂热反应，反应结束后冷却至室温，过滤得GQD溶液，去除GQD溶液中的溶剂，得GQD粉体。采用该方法制备GQD粉体，合成工艺操作简单、安全，且成本低，绿色环保，制得的粉体颗粒尺寸分布均匀。进一步优选的，氧化石墨和有机溶剂的比例为500-550mg∶30-50mL，此处的比例只是为了更好的表达三者之间的用量关系，并非绝对用量值。进一步优选的，溶剂热反应的反应温度为150-200℃，反应时间为5-10h。进一步优选的，所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。更为优选的，所述过滤采用微孔滤膜过滤，微孔滤膜的孔径为0.2-0.45μm。