[发明专利]一种柔性线状超级电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性线状超级电容器，其特征在于：以核壳结构的棉线/石墨烯-银/银复合材料直接作为正负电极，以聚乙烯醇/氢氧化钾凝胶作为凝胶电解质，以聚对苯二甲酸乙二醇为上下保护膜，所述棉线/石墨烯-银/银复合材料是以棉线为内核、石墨烯和银纳米颗粒形成的复合成分作为壳层，在壳层表面形成一层银纳米颗粒连续形成的薄膜；

所述柔性线状超级电容器采用棉线/石墨烯-银/银复合材料作为正负电极，平行放置在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜表面，正负平行电极之间的间距为0.5mm，在正负极表面滴加聚乙烯醇/氢氧化钾凝胶电解质，在其表面盖上一层聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，在室温环境下固化，所述棉线/石墨烯-银/银复合材料是在棉线表面涂覆石墨烯分散液并进行干燥处理，然后在浓度为100mM的银氨溶液中浸泡30~40min，最后悬空在碘化氢的乙醇水溶液上空，密封后加热保温制得；所述碘化氢的乙醇水溶液中，碘化氢和乙醇的摩尔比为1:0.2~0.5，碘化氢的质量浓度为75~80%；所述加热保温是先在70~80℃下保温30~40min，然后将温度降至50~65℃保温5~6h。

2.如权利要求1所述的一种柔性线状超级电容器，其特征在于：所述正负电极为对称的水平平行结构，正负平行电极之间的间距不超过0.5mm。

3.一种柔性线状超级电容器的制备方法，其特征在于：采用棉线/石墨烯-银/银复合材料作为正负电极，平行放置在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜表面，正负平行电极之间的间距为0.5mm，在正负极表面滴加聚乙烯醇/氢氧化钾凝胶电解质，在其表面盖上一层聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，在室温环境下固化，所述棉线/石墨烯-银/银复合材料是在棉线表面涂覆石墨烯分散液并进行干燥处理，然后在浓度为100mM的银氨溶液中浸泡30~40min，最后悬空在碘化氢的乙醇水溶液上空，密封后加热保温制得；所述碘化氢的乙醇水溶液中，碘化氢和乙醇的摩尔比为1:0.2~0.5，碘化氢的质量浓度为75~80%；所述加热保温是先在70~80℃下保温30~40min，然后将温度降至50~65℃保温5~6h。

4.如权利要求3所述的一种柔性线状超级电容器的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇/氢氧化钾凝胶电解质是将聚乙烯醇（PVA）彻底溶解在去离子水中，在90℃下水浴加热并搅拌至聚乙烯醇完全溶解，聚乙烯醇和去离子水的质量体积比为1g：8~9mL，加入浓度为0.8g/mL的氢氧化钾水溶液，进行超声处理产生透明的聚乙烯醇/氢氧化钾凝胶电解质。

5.一种柔性线状超级电容器的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

步骤（一）：制备棉线/石墨烯-银/银复合材料

（1）将棉线绷直，将氧化石墨烯分散液涂覆至棉线表面，干燥处理，重复涂覆和干燥过程4~8次，得核壳结构的棉线/氧化石墨烯，再将棉线/氧化石墨烯在浓度为100mM的银氨溶液中浸泡30~40min，氧化石墨烯的浓度为10mg/mL；

（2）用去离子水洗涤后，在湿润状态下悬置于碘化氢的乙醇水溶液上空，在密封环境下，先在70~80℃下保温30~40min，然后将温度降至50~60℃保温5~6h碘化氢和乙醇的摩尔比为1:0.2~0.5，碘化氢的质量浓度为70~80%；

步骤（二）合成线状超级电容器

（1）将聚乙烯醇（PVA）彻底溶解在去离子水中，在90℃下水浴加热并搅拌至聚乙烯醇完全溶解，聚乙烯醇和去离子水的质量体积比为1g：8~9mL，加入浓度为0.8g/mL的氢氧化钾水溶液，进行超声处理产生透明的聚乙烯醇/氢氧化钾凝胶电解质；

（2）采用棉线/石墨烯-银/银复合材料作为正负电极，平行放置在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜表面，正负平行电极之间的间距为0.5mm，在正负极表面滴加聚乙烯醇/氢氧化钾凝胶电解质，在其表面盖上一层聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，在室温环境下固化。