一种分层封装的全打印柔性超级电容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种分层封装的全打印柔性超级电容器及其制备方法。所述柔性超级电容器的全部组件均通过墨水直写技术制备，以活性炭作为打印电极墨水，导电银浆作为打印集流体墨水，磷酸/聚乙烯醇作为打印电解质墨水，打印得到的底层电解质薄膜既作为凝胶电解质也为其他组件提供物理支持，银作为集流体，活性炭同时作为正极材料和负极材料，最后再次打印电解质墨水完成器件的封装，得到一种分层封装的全打印柔性超级电容器。本发明专利技术制备得到的超级电容器具有面电容大，能量密度高，柔性好等特点，此外，本发明专利技术的工艺流程适用范围广，可定制程度高，且不需要辅助模板，能够大大降低成本，在储能等领域具有良好的应用前景。储能等领域具有良好的应用前景。储能等领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种分层封装的全打印柔性超级电容器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及3D打印与电容器
，尤其涉及一种分层封装的全打印柔性超级电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着下一代电子产品的快速发展，电化学储能器件朝着便携式、微型化和可穿戴的方向发展。平面叉指状微型超级电容器作为一种新兴的微型储能器件具有充放电快、比容量高和稳定性好等优点，在未来工业生产与日常生活等领域中展示出巨大的潜力。微型的叉指型电极可以在有限的空间内提供更多的暴露边缘，缩短离子的扩散长度，降低传输电阻，从而提高器件的倍率性能和功率密度。除此之外，叉指状图案不需要隔膜，有效降低了离子的迁移电阻，提高了高电流密度下充放电性能。
[0003]然而，这种微型化的结构往往也导致了加工时的困难。近年来，多种制造工艺，如喷墨打印、丝网印刷、卷对卷印刷、转移印刷和激光印刷已用于生产微型超级电容器。然而，这些方法仍存在明显的缺陷，如复杂的制造工艺、大量材料浪费或需要掩模辅助，大大降低了制造效率，增加了制造成本。因此，为了制造具有高性能的微型超级电容器，亟需开发一种满足以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分层封装的全打印柔性超级电容器，其特征在于：所述全打印柔性超级电容器的顶层与底层的电解质将集流体与电极封装在其中，提供支持与保护；其全部组件均通过墨水直写技术自下而上逐层打印制备，以活性炭作为打印电极墨水，导电银浆作为打印集流体墨水，磷酸/聚乙烯醇H3PO4/PVA作为打印电解质墨水。2.权利要求1所述的一种分层封装的全打印柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、活性炭打印电极墨水的制备：将活性炭粉末，导电剂，粘结剂加入去离子水中，将得到的混合溶液在行星式搅拌脱泡机中搅拌后即可得到活性炭打印电极墨水；步骤2、磷酸/聚乙烯醇H3PO4/PVA打印电解质墨水的制备：将1
‑
5g聚乙烯醇PVA粉末加入10
‑
50mL去离子水中，水浴80
‑
95℃加热搅拌1
‑
3h直至形成透明均匀的混合溶液；将0.7
‑
3.5mL浓磷酸H3PO4缓慢滴加入上述得到的混合溶液中，在室温下持续搅拌30
‑
90min得到透明的磷酸/聚乙烯醇H3PO4/PVA打印电解质墨水；步骤3、将步骤2中制得的磷酸/聚乙烯醇H3PO4/PVA打印电解质墨水打印到PET膜上，室温下自然风干得到一层凝胶电解质薄膜；步骤4、将导电银浆打印到步骤3中制得的凝胶电解质薄膜上，得到叉指状银集流体层；步骤5、将步骤1中制得的活性炭打印电极墨水打印到步骤4中制得的叉指状银集流体层上，得到叉指状的活性炭电极；步骤6、将步骤2中制得的磷酸/聚乙烯醇H3PO4/PVA打印电解质墨水打印到步骤5中制得的叉指状活性炭电极上完成封装，得到分层封装的全打印柔性超级电容器。3.根据权利要求2所述的一种分...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁伟，袁宇航，王淳，陈景宏，王沛，张曈，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：