，然后 将两根复合纱线缠绕在一起形成双股复合纱线，即为超级电容器，其电化学性能如表1所 不。
[0038] 所述聚乙烯醇-磷酸溶胶的制备方法同实施例1。
[0039] 实施例4
[0040] -种碳纳米管纱线超级电容器，其制备方法如下：
[0041] 将直径为100微米的钯丝与直径为30微米的碳纳米管纱线相互缠绕构成双股纱 线（记为Pd/CNT-10030);将0. 2g苯胺、0. 35g过硫酸铵、25g高氯酸、30g去离子水和6g无 水乙醇混合均匀后，将一根长度约为15厘米的Pd/CNT-10030双股纱线粘在一个支架上放 入上述混合溶液中，在-5°C左右搅拌反应30小时，在Pd/CNT-10030双股纱线表面原位生 长聚苯胺，获得复合纱线（记为Pd/CNT/PANI-10030A)，然后用镊子小心取出复合纱线，用 去离子水将表面冲洗干净，真空干燥除去水分；将两根干燥后的Pd/CNT/PANI-10030A复合 纱线浸入聚乙烯醇-磷酸溶胶中1分钟，缓慢抽出，复合纱线表面形成一层厚5微米左右的 膜，然后将两根复合纱线缠绕在一起形成双股复合纱线，即为超级电容器，其电化学性能如 表1所示。
[0042] 所述聚乙烯醇-磷酸溶胶的制备方法同实施例1。
[0043] 实施例5
[0044] -种碳纳米管纱线超级电容器，其制备方法如下：
[0045] 将直径为50微米的铜丝与直径为30微米的碳纳米管纱线相互缠绕构成双股纱线 (记为Cu/CNT-5030);将0. 2g苯胺、0. 3g过硫酸铵、20g高氯酸、25g去离子水和7g无水乙 醇混合均匀后，将一根长度约为15厘米的Cu/CNT-5030双股纱线粘在一个支架上放入上述 混合溶液中，在〇°C左右搅拌反应24小时，在Cu/CNT-5030双股纱线表面原位生长聚苯胺， 获得复合纱线（记为Cu/CNT/PANI-5030A)，然后用镊子小心取出复合纱线，用去离子水将 表面冲洗干净，真空干燥除去水分；将两根干燥后的Cu/CNT/PANI-5030A复合纱线浸入聚 乙烯醇-磷酸溶胶中1分钟，缓慢抽出，复合纱线表面形成一层厚5微米左右的膜，然后将 两根复合纱线缠绕在一起形成双股复合纱线，即为超级电容器，其电化学性能如表1所示。
[0046] 所述聚乙烯醇-磷酸溶胶的制备方法同实施例1。
[0047] 实施例6
[0048] -种碳纳米管纱线超级电容器，其制备方法如下：
[0049] 将直径为25微米的镍丝与直径为20微米的碳纳米管纱线相互缠绕构成双股纱线 (记为Ni/CNT-2520);将0. 2g苯胺、0. 3g过硫酸铵、18g高氯酸、20g去离子水和6g无水乙 醇混合均匀后，将一根长度约为15厘米的Ni/CNT-2520双股纱线粘在一个支架上放入上述 混合溶液中，在5°C左右搅拌反应12小时，在Ni/CNT-2520双股纱线表面原位生长聚苯胺， 获得复合纱线（记为Ni/CNT/PANI-2520A)，然后用镊子小心取出复合纱线，用去离子水将 表面冲洗干净，真空干燥除去水分；将两根干燥后的Ni/CNT/PANI-2520A复合纱线浸入聚 乙烯醇-磷酸溶胶中1分钟，缓慢抽出，复合纱线表面形成一层厚5微米左右的膜，然后将 两根复合纱线缠绕在一起形成双股复合纱线，即为超级电容器，其电化学性能如表1所示。
[0050] 所述聚乙烯醇-磷酸溶胶的制备方法同实施例1。
[0051] 实施例7
[0052] -种碳纳米管纱线超级电容器，其制备方法如下：
[0053] 将直径为25微米的钯铜丝与直径为25微米的碳纳米管纱线相互缠绕构成双股纱 线（记为PdCu/CNT-2525);将0. 2g苯胺、0. 32g过硫酸铵、20g高氯酸、25g去离子水和8g 无水乙醇混合均匀后，将一根长度约为15厘米的PdCu/CNT-2525双股纱线粘在一个支架上 放入上述混合溶液中，在(TC左右搅拌反应24小时，在PdCu/CNT-2525双股纱线表面原位生 长聚苯胺，获得复合纱线（记为PdCu/CNT/PANI-2525A)，然后用镊子小心取出复合纱线，用 去离子水将表面冲洗干净，真空干燥除去水分；将两根干燥后的PdCu/CNT/PANI-2525A复 合纱线浸入聚乙烯醇-磷酸溶胶中1分钟，缓慢抽出，复合纱线表面形成一层厚5微米左右 的膜，然后将两根复合纱线缠绕在一起形成双股复合纱线，即为超级电容器，其电化学性能 如表1所示。
[0054] 所述聚乙烯醇-磷酸溶胶的制备方法同实施例1。
[0055] 实施例8
[0056] -种碳纳米管纱线超级电容器，其制备方法如下：
[0057] 在直径为25微米的铜丝表面包覆直径为15微米碳纳米管纱线形成包芯纱结构的 纱线（记为Cu-CNT-2515);将0. 2g苯胺、0. 32g过硫酸铵、20g高氯酸、25g去离子水和8g 无水乙醇混合均匀后，将一根长度约为15厘米的Cu-CNT-2515纱线粘在一个支架上放入上 述混合溶液中，在〇°C左右搅拌反应20小时，在Cu-CNT-2515纱线表面原位生长聚苯胺，获 得复合纱线（记为CU-CNT-PANI-2515A)，然后用镊子小心取出复合纱线，用去离子水将表 面冲洗干净，真空干燥除去水分；将两根干燥后的CU-CNT-PANI-2515A复合纱线浸入聚乙 烯醇-磷酸溶胶中1分钟，缓慢抽出，复合纱线表面形成一层厚5微米左右的膜，然后将两 根复合纱线缠绕在一起形成双股复合纱线，即为超级电容器，其电化学性能如表1所示。
[0058] 所述聚乙烯醇-磷酸溶胶的制备方法同实施例1。
[0059] 表1各实施例制备的超级电容器的电化学性能
[0061] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于本领域技术人员能够 了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实 质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种碳纳米管纱线超级电容器的制备方法，其步骤如下： (1) 将金属丝与碳纳米管纱线相互缠绕构成M/CNT双股纱线或以金属丝为芯表面包覆 碳纳米管纱线形成包芯纱结构的M-CNT纱线； 所述金属丝为铂丝、银丝、铜丝、钯丝、镍丝、金丝中的一种或者其中两种以上的合金 丝，所述金属丝的直径为12~100微米； (2) 将M/CNT双股纱线或包芯纱结构的M-CNT纱线放入苯胺、过硫酸铵、高氯酸、去离 子水和乙醇的混合溶液中，在-20~5°C反应12-48小时，形成表面原位生长了聚苯胺的M/ CNT/PANI或M-CNT-PANI复合纱线，然后取出复合纱线用去离子水冲洗干净，真空干燥除去 水分； (3 )将干燥后的M/CNT/PANI或M-CNT-PANI复合纱线浸入聚乙烯醇-磷酸溶胶中，然后 缓慢抽出； (4)将两根步骤（3)制备的涂上了聚乙烯醇-磷酸溶胶的M/CNT/PANI或M-CNT-PANI复合纱线缠绕在一起形成超级电容器。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管纱线的直径为15~30 微米。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述苯胺、过硫酸铵、高氯酸、去离子 水和乙醇的质量比为I:1. 5~2. 5 :80~150 :50~150 :20~40。4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇-磷酸溶胶是由聚乙 烯醇溶解在磷酸和水的混合溶液中而得，其中聚乙烯醇、磷酸和水的质量比为1 :1 :1〇 ; 所述磷酸浓度为85wt%。5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇分子量为57000-66000 g/mol〇
【专利摘要】本发明属于电容器的制备技术领域，公开了一种碳纳米管纱线超级电容器的制备方法，其为一维线性结构电容器，其含金属丝、碳纳米管纱线和导电聚苯胺，制备过程为：1、金属丝与碳纳米管纱线相互缠绕构成M/CNT双股纱线或金属丝为芯表面包覆碳纳米管纱线的包芯纱结构M-CNT纱线；2、将M/CNT或M-CNT放入苯胺、过硫酸铵、高氯酸、去离子水和乙醇的混合溶液中，在-20～5℃反应12-48小时，在M/CNT或M-CNT表面原位生长聚苯胺得复合纱线M/CNT/PANI或M-CNT-PANI；3、将两根M/CNT/PANI或M-CNT-PANI浸入聚乙烯醇-磷酸溶胶中，在表面形成一层膜，然后将两根复合纱线缠绕在一起得到超级电容器。本发明制备的超级电容器的电容高于100F/g，具有充放电时间短、能量密度高、工艺简单等优点，可望应用于纺织可穿戴电源。
【IPC分类】H01G11/84
【公开号】CN105225846
【申请号】CN201510699959
【发明人】张道洪, 吴云龙, 苗孟河, 王秋凡, 李婷, 张俊珩, 程娟, 张爱清
【申请人】中南民族大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月23日