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一种渐变交联的压缩传感超级电容器及其制备方法技术

技术编号:21896172 阅读:31 留言:0更新日期:2019-08-17 16:13
本发明专利技术属于柔性储能与传感器件技术领域,具体为一种渐变交联的压缩传感超级电容器及其制备方法。本发明专利技术的压缩传感超级电容器为三明治结构,两个电极均为具有渐变交联结构的可压缩碳纳米管阵列;两个电极中间为凝胶电解质层;可压缩碳纳米管阵列材料通过化学气相沉积法制备得到。该碳纳米管阵列能够承受不同的压缩应变,并具有高达100000次的可逆压缩性能。本发明专利技术的压缩传感超级电容器能够储存能量,并承受和感知不同的应变变化;具有高的面积比容量,以60%的压缩应变进行3000次压缩循环过程中,可以很好的保持电化学性能;具有优异的、稳定的压缩应变传感性能。该超级电容器在未来的电子皮肤、生物电子器件等领域具有广阔的应用前景。

A Gradually Crosslinked Compression Sensor Supercapacitor and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种渐变交联的压缩传感超级电容器及其制备方法
本专利技术属于柔性储能与传感器件
,具体涉及压缩传感超级电容器及制备方法。
技术介绍
便携和可穿戴电子器件会成为我们未来生活中的重要部分。在实际应用的过程中,这些柔性电子器件会受到不同程度的压力。然而,在高的压缩应变下,传统的电子器件可能会发生破裂并且无法正常工作,这甚至会导致严重的安全问题,如有毒组分的泄露。为了解决以上挑战,亟需研发出能够承受不同程度压缩应力和应变,并能够维持正常工作的柔性电子器件。此外,对于目前的便携和可穿戴电子器件来说,其储能和传感功能通常是通过制备并集成这两种器件的方式来实现的;在不增加器件尺寸和降低柔性的情况下,在同一个器件上实现两种功能仍然是一个挑战。因此,集成电子器件应该同时具有能量存储性能和承受并感知不同应变的能力。一种可能的解决以上问题的方法是,使用具有可压缩性能的电极来制备一个能够同时实现能量存储和压缩传感的柔性器件。取向碳纳米管阵列在碳纳米管长度方向上具有高的电学导电性,并被广泛用于一系列柔性电子器件。然而,取向碳纳米管阵列通常不能可逆地承受应力和应变,即其没有可压缩性能。自然界中具有很多具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种渐变交联的压缩传感超级电容器,其特征在于,为三明治结构,两个电极均为可压缩碳纳米管阵列,所述可压缩碳纳米管阵列材料在垂直方向上具有渐变交联的结构;两个电极中间为凝胶电解质层;所述渐变交联结构的可压缩碳纳米管阵列材料通过化学气相沉积法制备得到。

【技术特征摘要】
1.一种渐变交联的压缩传感超级电容器,其特征在于,为三明治结构,两个电极均为可压缩碳纳米管阵列,所述可压缩碳纳米管阵列材料在垂直方向上具有渐变交联的结构;两个电极中间为凝胶电解质层;所述渐变交联结构的可压缩碳纳米管阵列材料通过化学气相沉积法制备得到。2.根据权利要求1所述的压缩传感超级电容器,其特征在于,所述具有渐变交联结构的可压缩碳纳米管阵列电极材料,其高度为300-3000μm;电极表面积为0.01-100cm2。3.如权利要求1或2所述的压缩传感超级电容器的制备方法,其特征在于,具体步骤为:(1)采用电子束蒸镀技术,在基底硅片上蒸镀上催化剂铁和缓冲层三氧化二铝;(2)在管式炉中,以氢气/氩气为载气,乙烯为碳源,采用化学气相沉积法在基底硅片上生长碳纳米管阵列;(3)从硅片上剥离碳纳米管阵列,得到渐变交联的可压缩碳纳米管阵列电极材料;(4)将磷酸/聚乙烯醇凝胶电解液...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭慧胜赵阳
申请(专利权)人:复旦大学
类型:发明
国别省市:上海,31

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