一种超级电容器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种超级电容器的制作方法，该方法包括：提供两个电极，电极为自支撑金属网栅或衬底支撑金属网栅；在两个电极上沉积相同或不同的活性材料，活性材料至少覆盖电极一侧的表面；将两个沉积有活性材料的电极浸入凝胶电解质中；将两个浸入凝胶电解质中的电极取出并贴合在一起形成三明治结构；固化后，得到超级电容器。本发明专利技术还公开了一种超级电容器，包括两个电极、设置在两个电极之间的凝胶电解质，两个电极上沉积有相同或不同的活性材料，其中，活性材料至少覆盖电极一侧的表面，电极为自支撑金属网栅或衬底支撑金属网栅。通过上述方法制作的超级电容器柔性好，透光率高，可贴附于任意复杂结构，且制作过程简单，可控制性强，容易实现。容易实现。容易实现。

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容器及其制作方法


[0001]本专利技术涉及电容器
，特别是涉及一种超级电容器及其制作方法。

技术介绍

[0002]柔性电子产业崛起的趋势已日趋明朗，柔性显示器、柔性照明、柔性太阳能电池、柔性传感器等产品已经逐渐从实验室走向市场。集成化可穿戴以及便携式器件的发展激发了储能器件的需求，尤其是柔性透明领域，如可穿戴显示器，智能窗，电子皮肤。在这产业趋势之下，透明柔性储能器件具有巨大的市场价值，成为柔性电子领域的研究热点之一。
[0003]柔性透明电极是许多柔性光电产品的基础。因此，柔性透明电极将会成为柔性光电产品的战略性材料。储能器件，如超级电容器，电池，整体器件透光性，柔性以及储能能力受电极影响较大。碳材料，如碳纳米管，石墨烯等，受自身条件限制，储能能力有限，且透光率低，应用受限。通过在柔性透明集流体上沉积活化材料(氧化锰，氧化钴等)以制备柔性透明的超级电容器电极，从而进一步组装固态超级电容器。
[0004]前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种柔性好的超级电容器及其制作方法。
[0006]本专利技术提供一种超级电容器的制作方法，该方法包括：
[0007]该方法包括：
[0008]提供两个电极，所述电极为自支撑金属网栅或衬底支撑金属网栅；
[0009]在两个所述电极上沉积相同或不同的活性材料，所述活性材料至少覆盖所述电极一侧的表面；
[0010]将两个沉积有活性材料的所述电极浸入凝胶电解质中；
[0011]将两个浸入所述凝胶电解质中的所述电极取出并贴合在一起形成三明治结构；
[0012]固化后，得到所述超级电容器。
[0013]在其中一实施例中，当所述电极为自支撑金属网栅时，制备所述自支撑金属网栅的具体步骤包括：
[0014]提供一基底；
[0015]在所述基底上涂布一层光刻胶，形成光刻胶层；
[0016]在所述光刻胶层上制备的网栅凹槽；
[0017]将导电材料采用刮涂或/和选择性电沉积的方式填充在所述网栅凹槽内，在所述网栅凹槽内形成金属网栅；
[0018]将所述金属网栅与所述光胶层以及所述基底分离，得到所述自支撑金属网栅。
[0019]在其中一实施例中，当所述电极为衬底支撑金属网栅时，制备所述衬底支撑金属网栅的步骤包括：
[0020]提供一衬底；
[0021]在所述衬底上涂布一层光刻胶，形成所述光刻胶层；
[0022]在所述光刻胶层上制备的网栅凹槽；
[0023]将导电材料采用刮涂或/和选择性电沉积的方式填充在所述网栅凹槽内，在所述网栅凹槽内形成金属网栅，得到所述衬底支撑金属网栅。
[0024]在其中一实施例中，所述金属网栅的网栅周期为10um-300um；网栅线宽为0.5um-10um。
[0025]在其中一实施例中，在所述提供两个电极的步骤后，所述沉积活性材料的步骤前，还包括在所述金属网栅上沉积一层金属，所述金属为金。
[0026]在其中一实施例中，所述凝胶电解质为氯化锂、聚乙烯醇、水三者的混合物。
[0027]在其中一实施例中，所述活性材料为氧化锰或/和氧化钴，当所述活性材料为氧化锰时，采用高温沉积的方式沉积氧化锰以调控氧化锰表面形貌。
[0028]本专利技术还提供一种超级电容器，包括两个电极、设置在两个所述电极之间凝胶电解质，两个所述电极上沉积有相同或不同的活性材料，其中，所述活性材料至少覆盖所述电极一侧的表面，所述电极为自支撑金属网栅或衬底支撑金属网栅。
[0029]在其中一实施例中，所述自支撑金属网栅为单独的金属网栅；所述衬底支撑金属网栅包括衬底和金属网栅。
[0030]在其中一实施例中，所述金属网栅为多个周期性排布的多边形或圆形或随机图形。
[0031]在其中一实施例中，所述金属网栅的周期为10um-300um；网栅线宽为0.5um-10um。
[0032]在其中一实施例中，所述活化材料为氧化锰或/和氧化钴。
[0033]本专利技术提供的超级电容器的制作方法，通过将两个所述电极浸入所述凝胶电解质中，并将两个所述电极贴合在一起形成三明治结构，该结构柔性好，透光率高，可贴附于任意复杂结构，且制作过程简单，可控制性强，容易实现。
附图说明
[0034]图1为本专利技术实施例超级电容器的制作方法的步骤流程图；
[0035]图2为图1中步骤S1的具体步骤流程图；
[0036]图3a至图3e为图2的工艺流程图；
[0037]图4为图1中步骤S1的另一方法的具体步骤流程图；
[0038]图5本专利技术实施例超级电容器的结构示意图；
[0039]图6为本专利技术另一实施例超级电容器的结构示意图。
具体实施方式
[0040]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0041]请参图1，本专利技术实施例中提供的超级电容器的制作方法，该方法包括：
[0042]S1：提供两个电极，所述电极为自支撑金属网栅或衬底支撑金属网栅；
[0043]S2：在两个所述电极上沉积相同或不同的活性材料，所述活性材料至少覆盖所述电极一侧的表面；
[0044]S3：将两个沉积有活性材料的所述电极浸入凝胶电解质中；
[0045]S4：将两个浸入所述凝胶电解质中的所述电极取出并贴合在一起形成三明治结构；
[0046]S5：固化后，得到所述超级电容器。
[0047]在步骤S1中，两个电极可同时为自支撑金属网栅，自支撑金属网栅为单独的金属网栅；两个电极也可同时为衬底支撑金属网栅，衬底支撑金属网栅包括衬底以及其上的金属网栅。
[0048]在步骤S2中，活性材料为氧化锰或/和氧化钴。在沉积活性材料时，当活性材料为氧化锰时，采用高温沉积的方式沉积氧化锰可以调控氧化锰表面形貌，提高表面积。而在沉积活性材料之前还可先在电极上再沉积一层金，再沉积活性材料，可提高电极的导电性，组装的固态超级电容器的储能能力有较大提升。
[0049]需说明的是，当金属网栅上沉积的活性材料相同时，可以形成对称电容器；当金属网栅上沉积的活性材料不同时，形成非对称电容器。
[0050]在步骤S4中，电极可以完全浸入到凝胶电解质中，但对于衬底支撑金属网栅，也可以只将金属网栅侵入凝胶电解质。其中，凝胶电解质透明，采用氯化锂、聚乙烯醇、水三者按一定比例进行混合。
[0051]步骤S1中提供电极包括制备电极的方法，当电极为自支撑金属网栅时，如图2、图3a至图3e所示，制备自支撑金属网栅的具体步骤包括：
[0052]S11：提供一基底1；
[0053]S12：在所述基底2上涂布一层光刻胶，形成光刻胶层2；
[0054]S13：在所述光刻胶层2上制备的网栅凹槽21；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级电容器的制作方法，其特征在于，该方法包括：提供两个电极，所述电极为自支撑金属网栅或衬底支撑金属网栅；在两个所述电极上沉积相同或不同的活性材料，所述活性材料至少覆盖所述电极的一侧表面；将两个沉积有活性材料的所述电极浸入凝胶电解质；将两个浸入所述凝胶电解质的所述电极取出并贴合在一起形成三明治结构；固化后，得到超级电容器。2.如权利要求1所述的超级电容器的制作方法，其特征在于，当所述电极为自支撑金属网栅时，制备所述自支撑金属网栅的具体步骤包括：提供一基底；在所述基底上涂布一层光刻胶，形成光刻胶层；在所述光刻胶层上制备网栅凹槽；将导电材料采用刮涂或/和选择性电沉积的方式填充在所述网栅凹槽内，在所述网栅凹槽内形成金属网栅；将所述金属网栅与所述光胶层以及所述基底分离，得到所述自支撑金属网栅。3.如权利要求1所述的超级电容器的制作方法，其特征在于，当所述电极为衬底支撑金属网栅时，具体制备所述衬底支撑金属网栅的步骤包括：提供一衬底；在所述衬底上涂布一层光刻胶，形成所述光刻胶层；在所述光刻胶层上制备的网栅凹槽；将导电材料采用刮涂或/和选择性电沉积的方式填充在所述网栅凹槽内，在所述网栅凹槽内形成金属网栅，得到所述衬底支撑金属网栅。4.如权利要求2或3所述的超级电容器的制作方法，其特征在于，所述金属网栅的网栅周期为10um-300u...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋周颖，刘艳花，陈林森，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：