[发明专利]一种基于凝胶聚合物电解质的超级电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种超级电容器，包括电极及电极之间的凝胶聚合物电解质；所述凝胶聚合物电解质，包括结构为下式(I)的凝胶聚合物和双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(LiTFSI)：

m：n：q＝(1～10)：1：(0.0002～0.0006)；

其中，双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(LiTFSI)以离子形式存在于式(I)所示的凝胶聚合物中。

2.如权利要求1所述的超级电容器的制备方法，包括下列步骤：

1)将活性炭(YP-50F)，乙炔黑和聚偏二氟乙烯(PVDF)混合到有机溶剂中以形成均匀的浆料；

2)将浆液均匀地涂在碳布上，并在70-90℃的真空烘箱中干燥20-28小时，得到电极；每个电极上的活性物质含量约为2-2.5毫克；

3)将凝胶聚合物电解质夹在两个电极之间，即可组装超级电容器。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，活性炭的质量百分比为60～90％，乙炔黑的质量百分比为5～30％，聚偏二氟乙烯的质量百分比为5～10％。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，活性炭的质量百分比为70～85％，乙炔黑的质量百分比为10～20％，聚偏二氟乙烯的质量百分比为5～10％。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、乙腈或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，在75-85℃的真空烘箱中干燥22-26小时，得到电极。

8.如权利要求1所述的超级电容器，或者如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质中，m：n：q＝(2～10)：1：(0.0002～0.0006)。

9.如权利要求1所述的超级电容器，或者如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质中，m：n：q＝(4～10)：1：(0.0002～0.0006)。

10.如权利要求1所述的超级电容器，或者如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，凝胶聚合物电解质的应力为9.9KPa～28.3KPa，应变为305％～232％；所述凝胶聚合物电解质，电导率为1.4～4mS cm^-1。

11.如权利要求1所述的超级电容器，或者如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质，归属于-CF、CF₂和-CF₃的F1s峰分别处于688.3、689.1、690eV和归属于-CF₂，-CF₃的C1s峰分别位于290.9、293.4eV。

12.如权利要求1所述的超级电容器，或者如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质，拉曼光谱显示原始DOPO在1445cm^-1处未显示任何峰；聚合反应后，在1445cm^-1处出现P-C拉伸振动峰，P-H键在2400cm^-1处的峰消失。

13.如权利要求1所述的超级电容器，或者如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质，FTIR光谱和拉曼光谱，在1000-1200cm^-1的波长范围内，添加LiTFSI后，在1142cm^-1处出现了一个新的峰-SO₂峰，TFSI^-阴离子中的S-N-S峰为741～749cm^-1，所述的凝胶聚合物电解质，其拉曼光谱在1445cm^-1处出现P-C拉伸振动峰。