一种直立石墨烯的卷对卷制造方法技术

一种直立石墨烯的卷对卷制造方法，利用辊压印技术连续制备大深宽比微结构，利用微结构调制石墨烯流动定向组装行为，实现石墨烯片层由水平层状堆叠变为直立定向组装，实现了直立石墨烯的卷对卷大规模制备；本发明专利技术可用于三明治结构超级电容器，使电场方向与片层取向平行，形成快速离子通道，解决了石墨烯超级电容器大膜厚高负载与离子传输距离之间的制约关系，同时突破叉指结构微型超级电容器对负载能力的限制；适用于芯片散热器，引导热量沿导热率高的方向定向传导，实现了有限空间内高效散热，对于CPU等集成芯片制造有着重要意义。

A Method of Making Vertical Graphene Roll-to-Roll

A method for manufacturing vertical graphene coil-to-coil is presented, in which large aspect ratio microstructures are continuously prepared by roll imprinting technology, and flow directional assembly behavior of graphene is modulated by microstructures, so that graphene sheets can be transformed from horizontal layered stacks to vertical directional assembly, realizing large-scale preparation of vertical graphene coil-to-coil; the invention can be used for sandwich structure supercapacitors to make electric field square. A fast ion channel is formed parallel to the orientation of the sheet layer, which solves the restriction relationship between the large film thickness and high load of graphene supercapacitors and the ion transmission distance, and breaks through the restriction of the load capacity of the interdigital micro-supercapacitors. It is suitable for chip radiators to guide the directional heat conduction along the direction of high thermal conductivity, thus achieving efficient heat dissipation in limited space for CPU. The fabrication of integrated chips is of great significance.

【技术实现步骤摘要】
一种直立石墨烯的卷对卷制造方法
本专利技术属于定向石墨烯膜制备
，具体涉及一种直立石墨烯的卷对卷制造方法。
技术介绍
石墨烯由于其独特的单原子厚度二维平面结构，拥有超大的理论比表面积(2630m2/g)，良好的导电(电阻率低至10-6Ωcm)、导热能力及优异的力学性能被认为是超级电容器理想的电极材料。尽管石墨烯是理想的超级电容器电极材料，然而并非任意制作的石墨烯电极均可表现出优秀的电荷存储能力，已有研究表明，石墨烯电极必须满足特定条件才能发挥石墨烯的物性优势。(1)当石墨烯电极中的二维石墨烯层片与充/放电电场垂直时，电解质离子沿电场方向的扩散运动会受到二维石墨烯的“层层阻挠”，扩散距离远远大于石墨烯电极的总厚度，例如当石墨烯的平均层片间距(d-spacing)为1nm、石墨烯的片层的平均直径为10μm时，离子的平均扩散距离约为石墨烯膜厚的2500倍，直接导致器件的充/放电速度慢、石墨烯的表面积利用率低、功率/能量密度小；(2)当石墨烯电极中的二维石墨烯层片与充/放电的电场平行时，电解质离子沿电场方向的扩散过程“畅通无阻”(即扩散运动不再受二维石墨烯片层的阻挡)，离子扩散距离与石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直立石墨烯的卷对卷制造方法，其特征在于：包括以下步骤：1)大深宽比微结构的连续辊压印成形：将卷装的柔性薄膜(1)张紧铺展在挤压辊(4)、模具辊(5)、脱模辊(6)和张紧辊(12)之间作为微结构的柔性衬底，将紫外光固化胶UV胶(3)均匀涂覆在柔性薄膜(1)上，UV胶(3)经模具辊(5)压印赋型，经紫外灯(14)曝光后固化，经脱模辊(6)脱模，形成具有大深宽比的柔性微结构阵列(7)；2)石墨烯分散液的填充及自组装：石墨烯分散液(9)均匀涂覆并充分填充到在柔性微结构阵列(7)内部，填满石墨烯分散液(9)的柔性微结构膜(10)在红外热源(13)加热下，石墨烯分散液(9)内溶剂蒸发，诱导石墨烯片...

【技术特征摘要】
1.一种直立石墨烯的卷对卷制造方法，其特征在于：包括以下步骤：1)大深宽比微结构的连续辊压印成形：将卷装的柔性薄膜(1)张紧铺展在挤压辊(4)、模具辊(5)、脱模辊(6)和张紧辊(12)之间作为微结构的柔性衬底，将紫外光固化胶UV胶(3)均匀涂覆在柔性薄膜(1)上，UV胶(3)经模具辊(5)压印赋型，经紫外灯(14)曝光后固化，经脱模辊(6)脱模，形成具有大深宽比的柔性微结构阵列(7)；2)石墨烯分散液的填充及自组装：石墨烯分散液(9)均匀涂覆并充分填充到在柔性微结构阵列(7)内部，填满石墨烯分散液(9)的柔性微结构膜(10)在红外热源(13)加热下，石墨烯分散液(9)内溶剂蒸发，诱导石墨烯片层沿柔性微结构表面定向组装，形成柔性微结构调制的直立石墨烯电极膜(11)。2.根据权利要求1所述的一种直立石墨烯的卷对卷制造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥明，邵金友，李聪明，王春慧，田洪淼，陈小亮，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61