[发明专利]基于毛竹生物活性炭电极的可降解超级电容器

权利要求书

1.基于毛竹生物活性炭电极的可降解超级电容器，所述可降解超级电容器按以下步骤制备得到：

(1)选用泡沫金属铁，作为电极的集流层；

(2)以毛竹为原材料，在200-250℃温度下通入氮气煅烧2～3小时，之后加热至650～750℃碳化2-3小时，再依次用HF水溶液、盐酸洗涤，最后用去离子水清洗制备得到毛竹生物活性炭；

(3)马铃薯淀粉和氯化钠按照质量比0.5～3:1混合，并将上述混合物与甲醇溶剂按照质量比1～3:5的比例混合，搅拌均匀，所得混合液按照体积比6～12:1的比例添加戊二醛，将混合溶液搅拌均匀，制得电解液；

(4)取步骤(3)制备得到的电解液，加入步骤(2)所得到的毛竹生物活性炭，所述电解液、毛竹生物活性炭的质量比为2～2.5:1，搅拌得到混合均一的混合电解液，将步骤(1)的集流层浸没于混合电解液中，静置干燥后，制得电极结构；

取步骤(3)制备得到的电解液，平铺在平板上，静置干燥后，制得电解质膜；

(5)将按照步骤(4)制得的2份电极结构和电解质膜，按照电解质膜在中间层，2份电极结构分别位于电解质膜的上下两面，且集流层没有孔的一面朝外，多孔的填充有毛竹活性炭层的一面朝内紧贴电解质膜的三明治方式排布，通过热压的结合方式制得所述可降解超级电容器。

2.如权利要求1所述的基于毛竹生物活性炭电极的可降解超级电容器，其特征在于所述步骤(1)中，所述泡沫金属铁为多孔结构，孔的尺寸直径在10～100μm，厚度为0.5～2mm。

3.如权利要求1所述的基于毛竹生物活性炭电极的可降解超级电容器，其特征在于所述步骤(2)中，所述HF水溶液的质量分数为5％～30％；所述盐酸的质量分数为10％～37％。

4.如权利要求1所述的基于毛竹生物活性炭电极的可降解超级电容器，其特征在于所述步骤(2)中，煅烧的温度为230℃，碳化的温度为700℃。

5.如权利要求1所述的基于毛竹生物活性炭电极的可降解超级电容器，其特征在于所述步骤(3)中，马铃薯淀粉和氯化钠的质量比为2:1，马铃薯淀粉和氯化钠的混合物与甲醇溶剂的质量比为2:5。

6.如权利要求1所述的基于毛竹生物活性炭电极的可降解超级电容器，其特征在于所述步骤(5)中，所述热压是在温度50～60℃，压强0.5～1.5Kpa的条件下进行热压压合。

7.如权利要求5所述的基于毛竹生物活性炭电极的可降解超级电容器，其特征在于所述步骤(5)中，所述热压是在温度55℃，压强1Kpa的条件下进行。

8.如权利要求1所述的基于毛竹生物活性炭电极的可降解超级电容器在可穿戴电子器件中的应用。

9.如权利要求1所述的基于毛竹生物活性炭电极的可降解超级电容器的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)选用泡沫金属铁，作为电极的集流层；

(2)以毛竹为原材料，在200-250℃温度下通入氮气煅烧2～3小时，之后加热至650～750℃碳化2-3小时，再依次用质量分数5％～30％HF水溶液、质量分数10％～37％盐酸洗涤，最后用去离子水清洗制备得到毛竹生物活性炭；

(3)马铃薯淀粉和氯化钠按照质量比0.5～3:1混合，并将上述混合物与甲醇溶剂按照质量比1～3:5的比例混合，搅拌5-10分钟，所得混合液按照体积比6～12:1的比例添加戊二醛，将混合溶液搅拌均匀，制得电解液；

(4)取步骤(3)制备得到的电解液，加入步骤(2)所得到的毛竹生物活性炭，所述电解液、毛竹生物活性炭的质量比为2～2.5:1，搅拌20～30分钟得到混合均一的混合电解液，将步骤(1)的集流层浸没于混合电解液中，静置干燥后，制得电极结构；

取步骤(3)制备得到的电解液，平铺在平板上，静置干燥后，制得电解质膜；

(5)将按照步骤(4)制得的2份电极结构和电解质膜，按照电解质膜在中间层，2份电极结构分别位于电解质膜的上下两面，且集流层没有孔的一面朝外，多孔的填充有毛竹活性炭层的一面朝内紧贴电解质膜的三明治方式排布，通过热压的结合方式制得所述可降解超级电容器。