The invention discloses a flexible transparent super capacitor based on micro nano processing technology, which is prepared by the following steps: S1, using silicon as the substrate, on which are coated with a layer of PMMA thin film; S2, forming a photosensitive resin on a silicon wafer with PMMA membrane; S3, photosensitive resin the metal alloy deposition thickness controllable layer; S4, after removing PMMA electrodes were self supported, directly using selective etching the conductive network structure under acidic conditions, to achieve control of the nano pore structure; S5, using electrochemical method, nano pore wall material is deposited on the metal alloy pseudo capacitance inside, get the transparent pseudo capacitance of the composite electrode; S6, the transparent electrode and the transparent solid electrolyte assembly into a flexible transparent super capacitor in the pre tensioned elastic transparent polymer. The invention explores two aspects of flexible energy storage devices and conductive transparent materials, and combines with micro nano processing technology to develop flexible transparent super capacitors with high energy density.
【技术实现步骤摘要】
一种基于微纳加工技术的柔性透明超级电容器
本专利技术涉及一种基于微纳加工技术的柔性透明超级电容器。
技术介绍
近年来,虽然在柔性储能器件和导电透明材料两个方面都进行了较为广泛的研究,特别是随着高性能纳米材料及其相关技术的出现和兴起,在利用纳米材料及纳米技术制备具有优良性能的柔性储能器件,以及提升透明导电材料的功能性方面都取得了重大进展,但是在结合柔性储能器件与导电透明材料并制备柔性透明储能器件方面的研究还处于起步阶段。当前,对柔性储能器件的研究主要是集中在如何提高储能器件的力学变形能力和电化学储能能力两个方面。目前柔性储能器件的主要制备方法是将电极材料沉积或转移到具有优越拉伸能力的高分子基底上,并经过一定的技术处理以保证电极材料与弹性基底具有良好的界面结合力,最终实现柔性储能器件的制备。2009年,Wei报道了以屈曲的碳纳米管薄膜作为可拉伸的储能器件,在保持储能性能不衰退的前提下实现了30%的最大拉伸应变(图1a)。除了利用屈曲之外,弹簧状的螺旋结构也被用于制备可拉伸储能器件。2013年,复旦大学的彭慧胜教授研究小组提出将纤维状电极以螺旋的方式旋转在高分子橡胶纤维上,制备的超级电容器拥有优越的拉伸性能(图1b)。2013年,美国伊利诺伊大学香槟分校的Rogers研究小组,利用“弹出式”的结构设计方法,制备了可以任意弯曲、伸展和扭转的锂离子电池(图1c)。这些研究的核心思想就是如何通过电极材料的微观结构设计,使得柔性储能器件在变形时,电极材料本身并不承受大应变。在提升柔性储能器件的储能能力方面,主要是通过引入膺电容材料与碳纳米材料进行复合。例如,2009年C ...
【技术保护点】
一种基于微纳加工技术的柔性透明超级电容器,其特征在于,是由以下步骤制备而成:S1、利用硅片作为基底,在其上旋涂一层PMMA薄膜;S2、通过旋涂和光刻技术在附有PMMA膜的硅片上形成带有网络状沟槽结构的感光树脂;S3、通过磁控溅射技术在感光树脂上沉积厚度可控的金属合金层,清洗掉未反应的感光树脂后,得到沉积于PMMA表面呈规则有序条带状网络结构的金属合金;S4、去除PMMA后得到自支撑的电极,直接将该导电网络结构置于酸性条件下进行选择性腐蚀,结合后续的退火技术,实现对纳米孔隙结构的控制;S5、利用电化学方法将膺电容材料沉积在金属合金内部的纳米孔隙孔壁上,获得透明膺电容复合电极;S6、利用该透明电极和透明固体电解质在预张拉的弹性透明高分子上组装成柔性透明超级电容器。
【技术特征摘要】
1.一种基于微纳加工技术的柔性透明超级电容器,其特征在于,是由以下步骤制备而成:S1、利用硅片作为基底,在其上旋涂一层PMMA薄膜;S2、通过旋涂和光刻技术在附有PMMA膜的硅片上形成带有网络状沟槽结构的感光树脂;S3、通过磁控溅射技术在感光树脂上沉积厚度可控的金属合金层,清洗掉未反应的感光树脂后,得到沉积于PMMA表面呈规则有序条带状网络结构的金属合金;S4、去除PMMA后得到自支撑的电极,直接将该导电网络结构置于酸性条件下进行选择性腐蚀,结合后续的退火技术,实现对纳米孔隙结构的控制;S5、利用电化学方法将膺电容材料沉积在金属合金内部的纳米孔隙孔壁上,获得透明膺电容复合电极;S6、利用该透明电极和透明固体电解质在预张拉的弹性透明高分子上组装成柔性透明超级电容器。2.根据权利要求1所述的一种基于微纳加工技术的柔性透明超级电容器,其特征在于,步骤S2...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯立超,陈林洋,于雪梅,刘晓燕,管鹏飞,张淑兰,
申请(专利权)人:淮海工学院,江苏省海洋资源开发研究院连云港,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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