一种电容器用导电改性高分子材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种电容器用导电改性高分子材料。
【背景技术】
[0002]导电高分子材料具有良好的导电性和电化学可逆性，可用作充电电池的电极材料。利用Ppy制作的可充电电池，经300次充放电循环后，效率无下降，已达到商业应用价值。导电性高聚物在太阳能电池上的应用也引起了广泛的关注，美国科学家Jeskocheim利用聚吡咯和聚氧化乙烯固态电介质膜试制了光电池，可产生lmA/cm2的电流，0.35V的电压。尽管这种光电池目前还不如Si太阳能电池，但由于导电聚合物重量较轻、易成形、工艺简单，并能生成大面积膜，具有绿色环保的特点，因而发展前景十分诱人。导电高分子材料还是制作超级电容器的理想材料。如采用掺杂后的聚吡咯高分子化合物，电导率高达100S/cm，频率特征非常出色，尤其在高频区的特性与以前电容器相比有很大改善。
[0003]电化学超级电容器又称超级电容器，是一种新型贮能装置，是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，具有快速贮存和释放能量的特点，与传统电容器相比，电化学电容器具有更高的比容量，可存储的比能量为传统电容器的10-100倍；与电池相比，具有更高的比功率、充电时间短、放电效率高、循环使用寿命长等优点。储能于电化学电容器的电能可分为双电层电容和法拉第准电容/赝电容。前者主要由电极材料表面积决定，其理论电容量与电极材料的比表面积成正比，电极材料通常为高比表面积的炭材料。
[0004]超级电容器的电容性能主要取决于电极材料。随着导电碳粉填充份量的增大,聚合物的导电性能也增大，当填充份量超过一定值后，其导电性能有质的飞跃。从绝缘体变为导体，这个值即渗滤阈值。但是，当导电碳粉的填充量增大时，会严重降低高分子的机械性能。有机导电高分子如聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩等是一类具有长链共轭结构的高分子聚合物，具有原料易得、合成简便、稳定性好、能够进行可逆氧化还原反应以及储存电荷密度高等优点，是比较理想的超级电容器电极材料。但是由于掺杂剂分子往往比较小，容易从单层导电高分子膜内扩散出来，影响膜电极电容的循环稳定性。而复合型导电高分子具有多层共聚物的膜结构，能够增加扩散阻力，热稳定性好，有可能提高电极材料的电容性能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种电容器用导电改性高分子材料，具有独特的导电性和本征迁移率，比表大，具有机械性能和光泽度，而且减少了生产成本，具有约200F/g的比容值并且在大功率放电时，仍然具有较高的比容量和较好的循环稳定性。本发明采取的技术方案为:
一种电容器用导电改性高分子材料，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下:
纳米碳管12-15份、聚芳烷基酚树脂3-5份、六次甲基四胺2-4份、微米级导电炭黑2-4份、纳米氧化锌0.6-0.8份、3-甲基噻吩0.8-1份、玻璃纤维3-5份、碳化硼0.3-0.5份、离子液体4-6份、混合溶剂8-10份。
[0006]上述的离子液体为三氟化硼乙醚和乙醚按照体积比5:1组成的混合物。
[0007]上述的混合溶剂为乙醇与丙酮按照重量比3:1组成的混合物。
[0008]本发明的有益效果为:
1、本发明中的碳纳米管以及微米级导电炭黑等成分的加入，使制得的材料具有独特的导电性和本征迁移率，比表大，微孔集中在一定范围内，能够显著提高该导电材料的机械性能和光泽度，而且减少了生产成本。
[0009]2、本发明的导电高分子材料采用3-甲基噻吩以及离子液体，使制备的电容器材料具有约200F/g的比容值并且在大功率放电时，仍然具有较高的比容量和较好的循环稳定性。
【具体实施方式】
[0010]实施例1
一种电容器用导电改性高分子材料，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下:
纳米碳管12份、聚芳烷基酚树脂3份、六次甲基四胺2份、微米级导电炭黑2份、纳米氧化锌0.6份、3-甲基噻吩0.8份、玻璃纤维3份、碳化硼0.3份、三氟化硼乙醚和乙醚按照体积比5:1组成的离子液体4份、乙醇与丙酮按照重量比3:1组成的混合溶剂8份。
[0011]实施例2
一种电容器用导电改性高分子材料，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下:
纳米碳管13份、聚芳烷基酚树脂4份、六次甲基四胺3份、微米级导电炭黑3份、纳米氧化锌0.7份、3-甲基噻吩0.9份、玻璃纤维4份、碳化硼0.4份、三氟化硼乙醚和乙醚按照体积比5:1组成的离子液体5份、乙醇与丙酮按照重量比3:1组成的混合溶剂9份。
[0012]实施例3
一种电容器用导电改性高分子材料，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下:
纳米碳管15份、聚芳烷基酚树脂5份、六次甲基四胺4份、微米级导电炭黑4份、纳米氧化锌0.8份、3-甲基噻吩I份、玻璃纤维5份、碳化硼0.5份、三氟化硼乙醚和乙醚按照体积比5:1组成的离子液体6份、乙醇与丙酮按照重量比3:1组成的混合溶剂10份。
【主权项】
1.一种电容器用导电改性高分子材料，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下: 纳米碳管12-15份、聚芳烷基酚树脂3-5份、六次甲基四胺2-4份、微米级导电炭黑2-4份、纳米氧化锌0.6-0.8份、3-甲基噻吩0.8-1份、玻璃纤维3-5份、碳化硼0.3-0.5份、离子液体4-6份、混合溶剂8-10份。
2.根据权利要求1所述的一种电容器用导电改性高分子材料，其特征在于，所述的离子液体为三氟化硼乙醚和乙醚按照体积比5:1组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种电容器用导电改性高分子材料，其特征在于，所述的混合溶剂为乙醇与丙酮按照重量比3:1组成的混合物。
【专利摘要】本发明公开了一种电容器用导电改性高分子材料，其特征在于，原料各组分按照重量分组成如下：纳米碳管12-15份、聚芳烷基酚树脂3-5份、六次甲基四胺2-4份、微米级导电炭黑2-4份、纳米氧化锌0.6-0.8份、3-甲基噻吩0.8-1份、玻璃纤维3-5份、碳化硼0.3-0.5份、离子液体4-6份、混合溶剂8-10份。制得的材料具有独特的导电性和本征迁移率，比表大，具有良好的机械性能和光泽度，而且减少了生产成本，采用3-甲基噻吩以及离子液体，使制备的电容器材料具有约200F/g的比容值并且在大功率放电时，仍然具有较高的比容量和较好的循环稳定性。
【IPC分类】H01G11-32
【公开号】CN104752068
【申请号】CN201310725534
【发明人】于桂菊
【申请人】于桂菊
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月25日