【CN110085444A】基于电化学增材制造的柔性微型超级电容器及其制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910329700.8

(22)申请日 2019.04.23

(71)申请人 西北工业大学深圳研究院

地址 518057 广东省深圳市南山区高新南

九道45号

申请人 西北工业大学

(72)发明人 谢科予　沈超　胡竟志　徐照华　

魏秉庆　

(74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任

公司 61200

代理人 徐文权

(51)Int.Cl.

H01G 11/26(2013.01)

H01G 11/84(2013.01)

H01G 11/86(2013.01)

(54)发明名称

基于电化学增材制造的柔性微型超级电容

器及其制备方法

(57)摘要

本发明提供了一种基于电化学增材制造的

柔性微型超级电容器及其制备方法，根据超级电

容器微型化要求选择满足尺寸的柔性基底，并对

柔性基底表面进行亲疏水性处理；在柔性基底表

面采用导电材料制备集流体；根据超级电容器的

电极材料，配置电解液，送入增材制造的打印针

管中，并在打印针管与基底之间施加电压，形成

由打印针管-电解液-集流体构成的微型电解池，

并打印制备柔性电极；利用增材制造的方式，将

聚合物电解质打印于电极之上，形成柔性微型超

级电容器。该方法具有材料局限性小，工艺简单，

成本低廉。选用平面式电极结构，通过合理的材

料选择以及结构优化，可以有效的降低制备成

本，

提升器件的电化学性能。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 110085444 A 2019.08.02

C N 110085444

A

权　利　要　求　书1/1页CN 110085444 A

1.一种基于增材制造的柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100，根据超级电容器微型化要求选择满足尺寸的柔性基底，并对柔性基底表面进行亲疏水性处理；

S200，在柔性基底表面采用导电材料制备集流体；

S300，根据超级电容器的电极材料，配置电解液，送入增材制造的打印针管中，并在打印针管与基底之间施加电压，形成由打印针管-电解液-集流体构成的微型电解池，并打印制备柔性电极；

S400，利用增材制造的方式，将聚合物电解质打印于电极之上，形成柔性微型超级电容器。

2.根据权利要求1所述的基于增材制造的柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤S200中，采用增材制造或磁控溅射的方法制备集流体。

3.根据权利要求1所述的基于增材制造的柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤S200中，施加电压范围为0-5V。

4.根据权利要求1所述的基于增材制造的柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，所述的柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。

5.根据权利要求1所述的基于增材制造的柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，所述的集流体为金属；集流体的厚度为10～30μm。

6.根据权利要求1所述的基于增材制造的柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，所述的集流体为金、银、铜或碳材料。

7.根据权利要求1所述的基于增材制造的柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，所述的柔性电极为碳材料、金属氧化物、金属硫化物或导电聚合物及其复合物；柔性电极的厚度为5～20μm。

8.根据权利要求1所述的基于增材制造的柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，所述的聚合物电解质为以聚乙烯醇或聚氧化乙烯为基体的电解质；聚合物电解质的厚度为10～30μm。

9.根据权利要求1所述的基于增材制造的柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，所述的电解液为氧化石墨烯电解液、苯胺电解液、醋酸锰电解液或氧化石墨烯与苯胺混合的电解液。

10.一种柔性微型超级电容器，其特征在于，由权利要求1至9任意一项所述的制备方法制得，柔性超级电容器为平面式电极结构，其容量为10～50mF/cm2；1000～10000个循环后，容量保持率为85％～90％。

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