[发明专利]一种具有磁响应性的纤维状超级电容器及制备方法

权利要求书

1.一种具有磁响应性的纤维状超级电容器的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)制备磁响应功能组分分散液：取四水合氯化亚铁和六水合氯化铁溶解于去离子水中，并转移至三颈瓶中，将三颈瓶在氮气气氛保护，强烈搅拌下加热至30-100℃保温10-30min直至混合物颜色变化为黑色，将三颈反应瓶冷却至室温并静置10-60min，取出反应液用稀盐酸和蒸馏水冲洗、过滤，所得固体粉末在室温下干燥1-10h，即得具有磁响应性的四氧化三铁磁性纳米粒子，将所得固体粉末分散于蒸馏水中，得到磁响应功能组分分散液；

(2)制备磁响应复合纤维电极：将一片宽度为0.5-1cm的多壁碳纳米管可纺阵列固定在一块洁净基底上，并用刀片将取向多壁碳纳米管薄膜从可纺阵列中拉出，其尾端用自动纺丝机以500-1000r/s的转速将二维取向碳纳米管薄膜加捻为取向碳纳米管纤维；取磁响应功能组分分散液滴加于加捻纤维形成的三角区，使取向碳纳米管薄膜在转化为直径为10-100μm的取向碳纳米管纤维时充分浸入磁响应功能组分分散液中，将四氧化三铁纳米粒子卷裹入纤维内部，在室温下干燥1-10h后，得到磁响应复合纤维电极；

(3)制备具有磁响应性的纤维状超级电容器：将凝胶电解液均匀蘸涂于(2)制备的磁响应复合纤维电极表面，真空条件下使凝胶电解液充分渗透纤维电极5-30min，将纤维两端悬空在20-40℃下使凝胶电解液干燥2-5h，在纤维电极表面形成厚度均与的透明凝胶电解质薄层；将两根按上述方式涂覆了凝胶电解液、并充分干燥后的纤维电极平行排列，加捻后形成一根螺距为1-3mm具有两根纤维电极的具有磁响应性的纤维状超级电容器。

2.一种如权利要求1所述的制备方法制备的具有磁响应性的纤维状超级电容器通过串并联方式形成输出电压、电流可调节的柔性磁响应储能系统。

3.一种如权利要求1所述的制备方法制备的具有磁响应性的纤维状超级电容器在制备具有磁响应性的超级电容器织物中的应用。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于：其制备方法为：将制备的具有磁响应性的纤维状超级电容器插入内径为10-200μm的透明热缩管中，并暴露出两端电极，在60-100℃下加热使热缩管软化，沿轴向拉伸热缩管至原长度的150-200％，冷却1-5min后得到透明封装的具有磁响应性的纤维状超级电容器；以平纹织法将具有磁响应性的纤维状超级电容器以5-8mm的间隔依次编入普通的经向或纬向，制备具有磁响应性的储能复合织物。