一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)電高分子材料具有良好的導(dǎo)電性和電化學(xué)可逆性，可用作充電電池的電極材料。利用Ppy制作的可充電電池，經(jīng)300次充放電循環(huán)后，效率無下降，已達(dá)到商業(yè)應(yīng)用價值。導(dǎo)電性高聚物在太陽能電池上的應(yīng)用也引起了廣泛的關(guān)注，美國科學(xué)家Jeskocheim利用聚吡咯和聚氧化乙烯固態(tài)電介質(zhì)膜試制了光電池，可產(chǎn)生lmA/cm2的電流，0.35V的電壓。盡管這種光電池目前還不如Si太陽能電池，但由于導(dǎo)電聚合物重量較輕、易成形、工藝簡單，并能生成大面積膜，具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)，因而發(fā)展前景十分誘人。導(dǎo)電高分子材料還是制作超級電容器的理想材料。如采用摻雜后的聚吡咯高分子化合物，電導(dǎo)率高達(dá)100S/cm，頻率特征非常出色，尤其在高頻區(qū)的特性與以前電容器相比有很大改善。
[0003]電化學(xué)超級電容器又稱超級電容器，是一種新型貯能裝置，是一種介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的新型儲能器件，具有快速貯存和釋放能量的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)電容器相比，電化學(xué)電容器具有更高的比容量，可存儲的比能量為傳統(tǒng)電容器的10-100倍；與電池相比，具有更高的比功率、充電時間短、放電效率高、循環(huán)使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。儲能于電化學(xué)電容器的電能可分為雙電層電容和法拉第準(zhǔn)電容/贗電容。前者主要由電極材料表面積決定，其理論電容量與電極材料的比表面積成正比，電極材料通常為高比表面積的炭材料。
[0004]超級電容器的電容性能主要取決于電極材料。隨著導(dǎo)電碳粉填充份量的增大,聚合物的導(dǎo)電性能也增大，當(dāng)填充份量超過一定值后，其導(dǎo)電性能有質(zhì)的飛躍。從絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體，這個值即滲濾閾值。但是，當(dāng)導(dǎo)電碳粉的填充量增大時，會嚴(yán)重降低高分子的機(jī)械性能。有機(jī)導(dǎo)電高分子如聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩等是一類具有長鏈共軛結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，具有原料易得、合成簡便、穩(wěn)定性好、能夠進(jìn)行可逆氧化還原反應(yīng)以及儲存電荷密度高等優(yōu)點(diǎn)，是比較理想的超級電容器電極材料。但是由于摻雜劑分子往往比較小，容易從單層導(dǎo)電高分子膜內(nèi)擴(kuò)散出來，影響膜電極電容的循環(huán)穩(wěn)定性。而復(fù)合型導(dǎo)電高分子具有多層共聚物的膜結(jié)構(gòu)，能夠增加擴(kuò)散阻力，熱穩(wěn)定性好，有可能提高電極材料的電容性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料，具有獨(dú)特的導(dǎo)電性和本征遷移率，比表大，具有機(jī)械性能和光澤度，而且減少了生產(chǎn)成本，具有約200F/g的比容值并且在大功率放電時，仍然具有較高的比容量和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料，其特征在于，原料各組分按照重量分組成如下:
納米碳管12-15份、聚芳烷基酚樹脂3-5份、六次甲基四胺2-4份、微米級導(dǎo)電炭黑2-4份、納米氧化鋅0.6-0.8份、3-甲基噻吩0.8-1份、玻璃纖維3-5份、碳化硼0.3-0.5份、離子液體4-6份、混合溶劑8-10份。
[0006]上述的離子液體為三氟化硼乙醚和乙醚按照體積比5:1組成的混合物。
[0007]上述的混合溶劑為乙醇與丙酮按照重量比3:1組成的混合物。
[0008]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明中的碳納米管以及微米級導(dǎo)電炭黑等成分的加入，使制得的材料具有獨(dú)特的導(dǎo)電性和本征遷移率，比表大，微孔集中在一定范圍內(nèi)，能夠顯著提高該導(dǎo)電材料的機(jī)械性能和光澤度，而且減少了生產(chǎn)成本。
[0009]2、本發(fā)明的導(dǎo)電高分子材料采用3-甲基噻吩以及離子液體，使制備的電容器材料具有約200F/g的比容值并且在大功率放電時，仍然具有較高的比容量和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料，其特征在于，原料各組分按照重量分組成如下:
納米碳管12份、聚芳烷基酚樹脂3份、六次甲基四胺2份、微米級導(dǎo)電炭黑2份、納米氧化鋅0.6份、3-甲基噻吩0.8份、玻璃纖維3份、碳化硼0.3份、三氟化硼乙醚和乙醚按照體積比5:1組成的離子液體4份、乙醇與丙酮按照重量比3:1組成的混合溶劑8份。
[0011]實施例2
一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料，其特征在于，原料各組分按照重量分組成如下:
納米碳管13份、聚芳烷基酚樹脂4份、六次甲基四胺3份、微米級導(dǎo)電炭黑3份、納米氧化鋅0.7份、3-甲基噻吩0.9份、玻璃纖維4份、碳化硼0.4份、三氟化硼乙醚和乙醚按照體積比5:1組成的離子液體5份、乙醇與丙酮按照重量比3:1組成的混合溶劑9份。
[0012]實施例3
一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料，其特征在于，原料各組分按照重量分組成如下:
納米碳管15份、聚芳烷基酚樹脂5份、六次甲基四胺4份、微米級導(dǎo)電炭黑4份、納米氧化鋅0.8份、3-甲基噻吩I份、玻璃纖維5份、碳化硼0.5份、三氟化硼乙醚和乙醚按照體積比5:1組成的離子液體6份、乙醇與丙酮按照重量比3:1組成的混合溶劑10份。
【主權(quán)項】
1.一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料，其特征在于，原料各組分按照重量分組成如下: 納米碳管12-15份、聚芳烷基酚樹脂3-5份、六次甲基四胺2-4份、微米級導(dǎo)電炭黑2-4份、納米氧化鋅0.6-0.8份、3-甲基噻吩0.8-1份、玻璃纖維3-5份、碳化硼0.3-0.5份、離子液體4-6份、混合溶劑8-10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料，其特征在于，所述的離子液體為三氟化硼乙醚和乙醚按照體積比5:1組成的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料，其特征在于，所述的混合溶劑為乙醇與丙酮按照重量比3:1組成的混合物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電容器用導(dǎo)電改性高分子材料，其特征在于，原料各組分按照重量分組成如下：納米碳管12-15份、聚芳烷基酚樹脂3-5份、六次甲基四胺2-4份、微米級導(dǎo)電炭黑2-4份、納米氧化鋅0.6-0.8份、3-甲基噻吩0.8-1份、玻璃纖維3-5份、碳化硼0.3-0.5份、離子液體4-6份、混合溶劑8-10份。制得的材料具有獨(dú)特的導(dǎo)電性和本征遷移率，比表大，具有良好的機(jī)械性能和光澤度，而且減少了生產(chǎn)成本，采用3-甲基噻吩以及離子液體，使制備的電容器材料具有約200F/g的比容值并且在大功率放電時，仍然具有較高的比容量和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。
【IPC分類】H01G11-32
【公開號】CN104752068
【申請?zhí)枴緾N201310725534
【發(fā)明人】于桂菊
【申請人】于桂菊
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月25日