一种大深宽比、高负载微型超级电容的制造方法技术

一种大深宽比、高负载微型超级电容的制造方法，先将卷装的柔性透气性薄膜铺展在张紧辊、挤压辊之间作为柔性衬底，将活性物质浆料涂覆在柔性透气性薄膜上，底部通过加热形成多孔电极薄膜；溶胶电解质涂覆在多孔电极膜上，多孔电极薄膜进入逆向蒸发区，同时用红外热源进行非接触式加热，迫使溶胶电解质中溶剂向下蒸发，凝胶电解质自下而上逆向形成，填满电极内部微孔隙，形成具有良好机械性能的柔性电极薄膜；将柔性电极薄膜置于激光器的焦平面，经程序控制快速加工精细的微型3D电极；随后将溶胶电解质经供料刮刀涂覆在微型3D电极间隙中，待溶剂挥发，即完成微型超级电容的制造；本发明专利技术能够制备大深宽比、高负载微型超级电容。

A Fabrication Method of Micro Supercapacitor with Large aspect ratio and High Load

【技术实现步骤摘要】
一种大深宽比、高负载微型超级电容的制造方法
本专利技术属于微型超级电容及微电池制备
，具体涉及一种大深宽比、高负载微型超级电容的制造方法。
技术介绍
可植入生物传感器、便携式可穿戴设备、微型机器人、射频识别设备等微型电子产品的发展催生了对可直接集成在芯片上的微型能量存储单元的巨大需求。微型超级电容作为一种非常有前景的微型储能单元，具有功率密度高，使用寿命长，无需维护等优点，可以作为单独的供能单元或者与电池及能量俘获单元集成构成复合储能单元。与传统的面对面形式的超级电容相比，全固态平面叉指式微型超级电容由于具有载流子传输速度快，电解质不易泄露，抗冲击性强等优点，更适于芯片集成而广受研究者青睐。过去几十年，超级电容电极材料取得了长足发展，但是作为微型超级电容核心性能指标的单位面积比电容却鲜有突破，大多维持在1mF/cm2～135mF/cm2的较低水平，这主要是因为单位面积活性物质负载量有限，例如7μm厚度洋葱碳容值只有0.9mF/cm2，250nm厚多层石墨烯单位面积容值仅3.8mF/cm2，较低的单位面积比电容是限制微型超级电容应用的主要原因。提升单位面积比电容的有效方法是通过构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大深宽比、高负载微型超级电容的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基于固态凝胶电解质逆向填充增强的高强度柔性电极薄膜成形：将卷装的柔性透气性薄膜张紧铺展在张紧辊、挤压辊之间作为电极薄膜成形的柔性衬底，将活性物质浆料均匀涂覆在柔性透气性薄膜上，柔性透气性薄膜底部通过红外热源进行加热，加速浆料中溶剂挥发，形成多孔电极薄膜；溶胶电解质均匀涂覆在多孔电极膜上，多孔电极薄膜进入由玻璃盖板封闭上表面的逆向蒸发区，同时在上方用红外热源进行非接触式加热，迫使溶胶电解质中溶剂向下蒸发，凝胶电解质自下而上逆向形成，填满电极内部微孔隙，形成具有良好机械性能的柔性电极薄膜；具有良好机械性能的柔性电极薄膜经...

【技术特征摘要】
1.一种大深宽比、高负载微型超级电容的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基于固态凝胶电解质逆向填充增强的高强度柔性电极薄膜成形：将卷装的柔性透气性薄膜张紧铺展在张紧辊、挤压辊之间作为电极薄膜成形的柔性衬底，将活性物质浆料均匀涂覆在柔性透气性薄膜上，柔性透气性薄膜底部通过红外热源进行加热，加速浆料中溶剂挥发，形成多孔电极薄膜；溶胶电解质均匀涂覆在多孔电极膜上，多孔电极薄膜进入由玻璃盖板封闭上表面的逆向蒸发区，同时在上方用红外热源进行非接触式加热，迫使溶胶电解质中溶剂向下蒸发，凝胶电解质自下而上逆向形成，填满电极内部微孔隙，形成具有良好机械性能的柔性电极薄膜；具有良好机械性能的柔性电极薄膜经挤压辊挤压并控制厚度，同时与柔性衬底脱离，最终形成填充充分、厚度均匀、自支撑的柔性电极薄膜；2)大深宽比、高负载量微型超级电容制造：将填充充分、厚度均匀、自支撑的柔性电极薄膜置于激光器的焦平面，经程序控制快速加工精细的微型3D电极；随后将溶胶电解质经供料刮刀涂覆在微型3D电极间隙中，待溶剂挥发，凝胶电解质成型，即完成微型超级电容的制造。2.根据权利要求1所述的一种大深宽比、高负载微型超级电容的制造方法，其特征在于：所制备的微型超级电容具有良好的柔性，经收集辊卷对卷收集，适合大批量制备。3.根据权利要求1所述的一种大深宽比、高负载微型超级电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥明，邵金友，李聪明，武莉峰，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