超薄、自支撑、柔性、全固态超级电容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种超薄、自支撑、柔性、全固态超级电容器及其制备方法，该超级电容器包括正电极、固体电解质和负电极，所述固体电解质位于所述正电极和负电极之间，将正、负电极隔开，且所述固体电解质均匀渗透于正、负电极的孔洞结构中；所述正、负电极采用碳纳米材料或碳纳米复合材料，且正、负电极外侧未被固体电解质完全包埋，可用来收集电流。该超级电容器厚度范围在10nm～10μm，器件内部组成不含隔膜，外部无需金属集流极及封装，可实现自支撑，同时能保持较高的比电容量、功率密度、能量密度、寿命和稳定性。这种超级电容器具有优良的性能，而且制作工艺简单，能够同时满足柔性、微型、轻量化电子产品的发展需求，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学储能
，特别涉及一种。
技术介绍
近年来，随着新兴的可穿戴电子学器件、皮肤电子学器件、柔性显示屏以及低功耗生物检测器件 等领域的快速发展，人们迫切需要新型的能量存储装置实现电子设备的轻量化、微型化、柔性化、长寿命及免维护。超级电容器(又称为电化学电容器)，作为一种新型的电化学储能装置，兼备电池和电容器的双重优点，具有较高能量密度、高功率密度、高充放电效率、长寿命等特点，是小型轻质储能器件的理想候选技术。伴随着具有纳米结构的新型电极材料引入超级电容器，纳米材料独特的物理、化学性质使得超级电容器高性能、微型化逐渐成为可能。然而，目前使用纳米材料制备的薄膜型超级电容器厚度一般在20 μ m以上。一直以来，电子产品的微型化、轻量化，常常会遭遇过大的储能器件体积的拖累，使得整个电子产品的应用尤其是在皮肤电子学器件和低功耗生物检测器件的应用受到严重限制。最近报道的基于纳米多孔金的全固态超薄超级电容器(“Sub-Micrometer-ThickAll-Solid-State Supercapacitors with High Power and Energy Densi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级电容器，其特征在于，包括：正电极、固体电解质和负电极，所述固体电解质位于所述正电极和负电极之间，将正、负电极隔开，且所述固体电解质均匀渗透于正、负电极的孔洞结构中；所述正、负电极采用碳纳米材料或碳纳米复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种超级电容器，其特征在于，包括:正电极、固体电解质和负电极，所述固体电解质位于所述正电极和负电极之间，将正、负电极隔开，且所述固体电解质均匀渗透于正、负电极的孔洞结构中；所述正、负电极采用碳纳米材料或碳纳米复合材料。2.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于， 所述超级电容器的厚度范围为IOnm ΙΟμπι; 所述超级电容器可以实现自支撑、柔性、全固态、无封装、无隔膜、无金属集流极；所述的柔性是指整个器件可以承受180度弯折，360度扭曲而性能不发生明显变化，所述的自支撑是指器件可不依赖任何硬性、柔性基底，能够独立存在并正常工作。3.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于， 所述碳纳米材料为碳纳米管或石墨烯； 所述碳纳米复合材料中的活性材料为如下材料中的一种或多种:导电聚合物、金属氧化物、导电聚合物之间的混合物、导电聚合物和金属氧化物之间的混合物、金属氧化物之间的混合物、导电聚合物之间的复合物、导电聚合物和金属氧化物之间的复合物、金属氧化物之间的复合物； 所述活性材料的含量百分数为O 99wt.% ;其中，导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩或聚3，4-乙撑二氧噻吩等，金属氧化物为二氧化锰、氧化镍、五氧化二钒或氧化锌等。4.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于， 所述固体电解质为固态柔性电解质，为聚乙烯醇-酸的水凝胶、壳聚糖-离子液体、聚环氧乙烷-LiN(CF3SO2)2、聚甲基丙烯酸甲酯-碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯-LiN(CF3SO2)2等。5.如权利要求1所述的 超级电容器，其特征在于，所述正、负电极采用同种电极材料或不...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾平山，周维亚，解思深，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：