【技术实现步骤摘要】
内嵌超级电容器的自供能传感器电路平台及其制备方法
[0001]本申请涉及一种电路平台的制备方法，属于传感器
技术介绍
[0002]传感器在工业生产和日常生活中非常重要，可以对环境和人体产生的声、光、电、热、力等信号进行测量并获取相应信息，有保证人们的身体健康和工业生产正常进行的作用。传统的传感器具有尺寸大、质量重、携带不方便的缺点，而且其供电设备需要经常充电，给实际应用带来了诸多不便。为此，需要开发质量轻、体积小、柔性好且无需外界供电的自供能传感器，以满足对下一代传感器的需求。
技术实现思路
[0003]根据本申请的一个方面，提供一种内嵌超级电容器的自供能传感器电路平台的制备方法所述制备方法采用离心的方法制备得到内嵌超级电容器的自供能传感器电路平台具有较大容量的内嵌超级电容器。
[0004]一种内嵌超级电容器的自供能传感器电路平台的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0005](1)采用离心的方法将含有活性材料的分散液I喷涂于覆盖有镂空掩模板的绝缘柔性基底上，获得电路平台Q；
[0006](2)在所述电路平台Q上的超级电容器电极滴加电解液形成内嵌超级电容器，获得所述内嵌超级电容器的自供能传感器电路平台。
[0007]可选地，所述活性材料选自石墨烯、碳纳米管、导电聚合物、过渡金属碳化物、过渡金属氮化物、过渡金属碳氮化物中的至少一种。
[0008]可选地，所述石墨烯选自氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、电化学剥离石墨烯、杂原子掺杂石墨烯中的至少一种；>[0009]所述碳纳米管选自单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中至少一种；
[0010]所述导电聚合物选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸中的至少一种；
[0011]所述过渡金属碳化物选自Ti3C2、Ti2C、Ti4C3、Mo2C、Zr3C2中的至少一种；
[0012]所述过渡金属氮化物选自Ti3N2；
[0013]所述过渡金属碳氮化物选自Ti3CN。
[0014]可选地，所述绝缘柔性基底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、纸、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、尼龙、丝绸中的任一种。
[0015]可选地，所述分散液I的溶剂选自水、乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、乙二醇、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种。
[0016]可选地，所述分散液I中每种活性材料的浓度为0.01～100mg mL
‑1。
[0017]可选地，所述分散液I中每种活性材料的浓度为0.01～100mg mL
‑1。
[0018]可选地，所述分散液I中每种活性材料的浓度为0.03～50mg mL
‑1。
[0019]可选地，所述分散液I中每种活性材料的浓度为0.05～20mg mL
‑1。
[0020]可选地，所述分散液I中每种活性材料的浓度为0.1～10mg mL
‑1。
[0021]可选地，所述分散液I中的活性材料为氧化石墨烯和聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸，所述氧化石墨烯的浓度为1～8mg mL
‑1，所述聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸的浓度为0.3～3mg mL
‑1；
[0022]或氧化石墨烯和多壁碳纳米管，所述氧化石墨烯的浓度为1～10mg/mL，所述多壁碳纳米管的浓度为0.5～4mg/mL；
[0023]或聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸，所述聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸的浓度为3～10mg mL
‑1；
[0024]或Ti3C2，所述Ti3C2的浓度为7～15mg mL
‑1。
[0025]可选地，所述镂空掩模板选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、纸、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、尼龙、丝绸、铜、铝、钢中的至少一种。
[0026]可选地，所述镂空掩模板的图案选自线段形、曲线形、折线形中的至少一种。
[0027]可选地，所述离心的方法条件为：转速为100～10000rpm，加热温度为30～200℃，离心时间为5～60min。
[0028]可选地，所述转速下限选自100、300、500、800、1000、1500、2000rpm；上限选自1000、1500、2000、4000、6000、8000、10000rpm。
[0029]可选地，所述加热温度下限选自30、35、40、50、60℃；上限选自40、50、60、80、120、150、200℃。
[0030]可选地，所述离心时间上限选自15、20、30、40、50、60min；下限选自10、15、20、30、40、50min。
[0031]可选地，所述喷涂结束后还包括后处理，所述后处理选自还原、电化学沉积、电泳沉积、金属蒸镀中的至少一种。
[0032]可选地，所述电解液含有酸、碱或盐中的至少一种。
[0033]可选地，所述酸选自硫酸和/或磷酸；所述碱选自氢氧化钾；所述盐选自硫酸钠、氯化锂、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、双三氟甲烷磺酰亚胺锂。
[0034]可选地，所述电解液选自硫酸溶液、磷酸溶液、氢氧化钾溶液、硫酸钠溶液、氯化锂溶液、硫酸和聚乙烯醇的混合物、磷酸和聚乙烯醇混合物、氢氧化钾和聚乙烯醇混合物、氯化锂和聚乙烯醇的混合物、硫酸钠和聚乙烯醇的混合物、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐和聚偏氟乙烯的混合物、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和聚偏氟乙烯的混合物中的任一种。
[0035]可选地，所述电解液滴加量为0.5～2g/cm2。
[0036]根据本申请的另一个方面，提供一种内嵌超级电容器的自供能传感器电路平台，其特征在于，所述内嵌超级电容器的自供能传感器电路平台包括：电路平台Q和内嵌于电路平台Q的超级电容器。
[0037]可选地，所述电路平台Q包括电路I和电路II；
[0038]所述电路I和电路II相互不接触；
[0039]所述电路I具有主电路A；
[0040]所述电路II具有主电路M；
[0041]主电路A的分支电路和主电路M的分支电路成对出现；
[0042]所述主电路A具有分支电路B1～B
x
；和
[0043]分支电路C1；和
[0044]分支电路D1；
[0045]所述主电路M具有分支电路N1～N
x
，所述分支电路N1～N
x
与所述分支电路B1～B
x
作为超级电容器电极；和
[0046]分支电路O1，所述分支电路O1与所述分支电路C1用于接入能源收集器件1；和
[0047]分支电路P1，所述分支电路P1与所述分支电路D1用于接入传感器1；
[0048]所述x为自然数。
[0049]可选地，所述主电路A还具有分支电路C2～C
y
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内嵌超级电容器的自供能传感器电路平台的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)采用离心的方法将含有活性材料的分散液I喷涂于覆盖有镂空掩模板的绝缘柔性基底上，获得电路平台Q；(2)在所述电路平台Q上的超级电容器电极滴加电解液形成内嵌超级电容器，获得所述内嵌超级电容器的自供能传感器电路平台。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活性材料选自石墨烯、碳纳米管、导电聚合物、过渡金属碳化物、过渡金属氮化物、过渡金属碳氮化物中的至少一种；优选地，所述石墨烯选自氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、电化学剥离石墨烯、杂原子掺杂石墨烯中的至少一种；所述碳纳米管选自单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中至少一种；所述导电聚合物选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸中的至少一种；所述过渡金属碳化物选自Ti3C2、Ti2C、Ti4C3、Mo2C、Zr3C2中的至少一种；所述过渡金属氮化物选自Ti3N2；所述过渡金属碳氮化物选自Ti3CN；优选地，所述绝缘柔性基底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、纸、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、尼龙、丝绸中的任一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散液I的溶剂选自水、乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、乙二醇、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种；优选地，所述分散液I中每种活性材料的浓度为0.01～100mg mL
‑1；优选地，所述分散液I中的活性材料为氧化石墨烯和聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸，所述氧化石墨烯的浓度为1～8mg mL
‑1，所述聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸的浓度为0.3～3mg mL
‑1；或氧化石墨烯和多壁碳纳米管，所述氧化石墨烯的浓度为1～10mg/mL，所述多壁碳纳米管的浓度为0.5～4mg/mL；或聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸，所述聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸的浓度为3～10mg mL
‑1；或Ti3C2，所述Ti3C2的浓度为7～15mg mL
‑1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离心的方法条件为：转速为100～10000rpm，加热温度为30～200℃，离心时间为5～60min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂结束后还包括后处理，所述后处理选自还原、电化学沉积、电泳沉积、金属蒸镀中的至少一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电解液含有酸、碱或盐中的至少一种；优选地，所述酸选自硫酸和/或磷酸；所述碱选自氢氧化钾；所述盐选自硫酸钠、氯化锂、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、双三氟甲烷磺酰亚胺锂；优选地，所述电解液选自硫酸溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴忠帅，师晓宇，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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