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应用于微型超级电容器的三维结构微电极及其制造方法技术

技术编号:4079454 阅读:194 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种基于MEMS技术的一种应用于微型超级电容器的三维结构微电极及其制造方法。该三维结构微电极是镍基片的一侧面上竖立镍微柱阵列,在镍微柱表面上涂覆功能薄膜,三维结构微电极的制造是在镍基片表面涂制一层环氧基负型化学放大的SU-8胶膜并进行光刻工艺处理,进而制备镍微柱阵列和进行功能薄膜电沉积处理,然后得到三维结构微电极。本发明专利技术能够有效提高微电极面积,改善功能薄膜电学特性,进而提高微电极的电荷存储能力,降低微电极阻抗。基于本发明专利技术中所描述微电极的微型超级电容器在传感器网络节点电源、引信电源等领域具有十分广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于MEMS
,特别涉及一种应用于微型超级电容器的三维结构微 电极及其制造方法。
技术介绍
电子产品小型化、微型化、集成化是当今世界技术发展的大势所趋。微电子机械 系统(Micro Electro Mechanical Systems简称MEMS)具有移动性、自控性、集成化等特 点,是近年来最重要的技术创新之一。当一个子系统可以集成在一块芯片上时,电源也必 须完成小型化、微型化的革命。MEMS微能源系统是指基于MEMS技术,将一个或多个电能 供给装置集成为一个特征尺寸为微米级、外形尺寸为厘米级的微系统,能实现长时间、高 效能、多模式供电,特别适用于传统电源无法应用的某些特殊环境。性能优异的微型能源 对MEMS系统的发展和完善就具有特殊的意义。目前国外该领域的专利主要集中在微型 锂离子电池、微型锌镍电池等领域,如美国oak ridge国家实验室有关微型锂离子电池的 专利(US. 5567210)以及美国Bipolar technologies公司的有关微型锌镍电池的专利 (US. 6610440BS)。上述相关专利技术所涉及到的微能源器件中微电极的制备方法都是在二 维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于微型超级电容器的三维结构微电极,其特征在于,该三维结构微电极是镍基片的一侧面上竖立镍微柱阵列,在镍微柱表面上涂覆功能薄膜。

【技术特征摘要】
一种应用于微型超级电容器的三维结构微电极,其特征在于,该三维结构微电极是镍基片的一侧面上竖立镍微柱阵列,在镍微柱表面上涂覆功能薄膜。2.根据权利要求1所述一种应用于微型超级电容器的三维结构微电极,其特征在于, 所述功能薄膜由金属氧化钌、掺杂金属氧化物及导电性材料构成。3.根据权利要求2所述一种应用于微型超级电容器的三维结构微电极,其特征在于, 所述掺杂金属氧化物包含氧化锡或氧化锆。4.根据权利要求2所述一种应用于微型超级电容器的三维结构微电极,其特征在于, 所述导电材料包含导电碳纳米管、导电乙炔黑。5.一种应用于微型超级电容器的三维结构微电极的制造方法,其特征在于,在镍基片 表面涂制一层环氧基负型化学放大的SU-8胶膜并进行光刻工艺处理,进而制备镍微柱阵 列和进行功能薄膜电沉积处理,然后得到三维结构微电极,具体步骤如下1)SU-8胶膜涂制及光刻工艺各步骤包括选择镍作为基片,镍基片一面与SU-8胶膜相 粘接,通过甩胶、前烘、曝光、后烘、显影、漂洗及硬烘工艺,在基片表面形成具有凹结构图形 的SU-8胶膜;2)制备镍微柱阵列工艺,在SU-8胶膜的图形凹结构中采用化学镀或电镀填充镍,然后 采用N-甲基吡咯烷酮NMP漂洗,洗去SU-8胶膜,在基片表面形成镍微柱阵列;3)功能薄膜电沉积工艺,采用电化学阴极沉积制备功能薄膜;配制含有一定比例氯化钌RuCl3、氯化锡SnCl4或氯化锆&C14、硝酸钠NaNO3以及导电 材料碳纳米管或乙炔黑的电解液,通过阴极电沉积的方法,将完成去胶工艺的镍基片及镍 微柱阵列作为阴极,钼电极作为阳极,电极浸渍在含有氯化钌、氯化锡或氯化锆及硝酸钠的 电解液进行电化学阴极沉积工艺,在镍基片及镍微柱阵列表面附着一层功能薄膜层并完成 三维结构微电极的制备。6.根据权利要求5所述一种应用于微型超级电容器的三维结构微电极的制造方法,其 特征在于,所述步骤l)SU-8胶膜涂制工艺中,先将...

【专利技术属性】
技术研发人员:王晓峰尤政
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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