一种超级电容器用高性能电极材料及其超级电容器的制作方法

技术特征：
1.一种超级电容器用高性能电极材料，其特征在于，该超级电容器用高性能电极材料由以下步骤制备得到：a1：将异氰尿酸三缩水甘油酯、丙烯酸以及甲基氢醌加入至三口烧瓶中，边搅拌边升温，直至异氰尿酸三缩水甘油酯完全熔化后加入n，n-二甲基苄胺，之后继续搅拌反应，反应结束后将反应产物冷却至室温，得到中间体1；a2：将中间体1、dopo加入至三口烧瓶中搅拌反应，反应结束后将反应产物冷却至室温，得到中间体2；a3：将中间体2、二氧六环加入至三口烧瓶中搅拌反应，之后加入硼酸继续搅拌反应，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后旋转蒸发，得到中间体3；a4：将中间体3、丙烯腈以及二甲基亚砜加入至三口烧瓶中搅拌反应，之后加入偶氮二异丁腈继续搅拌反应，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后洗涤、干燥，得到改性聚丙烯腈；a5：将改性聚丙烯腈、硝酸铜以及n，n-二甲基甲酰胺加入至三口烧瓶中搅拌反应，得到纺丝液；a6：将纺丝液进行静电纺丝，将纺丝得到的纤维进行预氧化，之后高温炭化，得到改性碳纤维；a7：将改性碳纤维、丙酮加入至三口烧瓶中静置浸泡，之后边搅拌边升温至回流并继续搅拌反应，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后真空抽滤，将滤饼洗涤、干燥，得到预处理碳纤维；a8：将预处理碳纤维、苯胺、十二烷基苯磺酸以及去离子水加入至三口烧瓶中超声分散，之后边搅拌边逐滴加入过硫酸铵溶液，滴加完毕后继续搅拌反应，反应结束后将反应产物真空抽滤，将滤饼洗涤、干燥，得到该超级电容器用高性能电极材料。2.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高性能电极材料，其特征在于，步骤a1中的所述异氰尿酸三缩水甘油酯、丙烯酸、甲基氢醌以及n，n-二甲基苄胺的用量比0.1mol：0.3-0.33mol：0.21-0.25g：0.24-0.3g。3.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高性能电极材料，其特征在于，步骤a2中的所述中间体1、dopo的用量比为0.1mol：0.205-0.21mol。4.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高性能电极材料，其特征在于，步骤a3中的所述中间体2、二氧六环以及硼酸的用量比为0.1mol：80-100ml：0.205-0.21mol。5.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高性能电极材料，其特征在于，步骤a4中的所述中间体3、丙烯腈、二甲基亚砜以及偶氮二异丁腈的用量比为0.01-0.05mol：0.1mol：120-150ml：0.16-0.20g。6.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高性能电极材料，其特征在于，步骤a5中的所述改性聚丙烯腈、硝酸铜以及n，n-二甲基甲酰胺的用量比为10g：1-5g：80-100ml。7.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高性能电极材料，其特征在于，步骤a7中的所述改性碳纤维、丙酮的用量比为10g：100-120ml。8.根据权利要求1所述的一种超级电容器用高性能电极材料，其特征在于，步骤a8中的所述预处理碳纤维、苯胺、十二烷基苯磺酸、去离子水以及过硫酸铵溶液的用量比为10g：1.3-1.7ml：0.3-0.5ml：50-60ml：5-6ml，所述过硫酸铵溶液为过硫酸铵按照0.02-0.03mol：
8-10ml溶解于去离子水所形成的溶液。9.一种超级电容器，其特征在于，所述超级电容器由工作电极、电解液以及隔膜组装而成，所述隔膜为纤维素纸，所述电解液为2mol/l的koh溶液；所述工作电极的制备过程如下：按照重量份称取超级电容器用高性能电极材料80份、聚偏二氟乙烯10份以及乙炔黑10份，备用；将超级电容器用高性能电极材料、聚偏二氟乙烯以及乙炔黑混合后进行研磨，之后加入n-甲基-2-吡咯烷酮混合均匀，得到固含量为47%的形成工作电极浆料；将工作电极浆料均匀涂布在碳布上，涂覆厚度为0.05mm，之后放置于真空干燥箱中，在温度为110℃的条件下干燥12h，得到工作电极。

技术总结
本发明涉及超级电容器领域，具体涉及一种超级电容器用高性能电极材料及其超级电容器，用于解决现有的超级电容器电极材料的性能仍然不佳，比容量及循环稳定性不高，限制了超级电容器的发展的问题；该超级电容器用高性能电极材料通过在碳网络中引入P、N、B、O原子，不仅不破坏C的sp2的杂化结构的同时又能为碳材料带来更多的电子，从而增加碳材料的导电性，而且经过掺杂提高了碳材料的润湿性，增加电解液也电极表面的接触，加快离子传输速率从而增强电化学性能，添加硝酸铜能够提高电极材料对离子具有较高的亲和性，可以作为活性位点，能够显著增强对离子的吸附，进而提高超级电容器的比容量及循环稳定性。比容量及循环稳定性。比容量及循环稳定性。


技术研发人员：武义 李卫东 唐政 张俊峰
受保护的技术使用者：深圳市今朝时代股份有限公司
技术研发日：2022.12.02
技术公布日：2022/12/30