[發明專利]石墨烯超級電容器的制備方法、石墨烯超級電容器及儲能系統

有效

• 申請號: 201410344330.2
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104810163B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 郝立星;馬賀然;邱霄
• 申請（專利權）人: 納米新能源（唐山）有限責任公司
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/22;H01G11/66
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙)11276
• 代理人: 宋菲,劉云貴

1.一種石墨烯超級電容器的制備方法，其特征在于，包括：

步驟S110：在印刷電路板上制作兩個焊盤作為所述石墨烯超級電容器的第一集流體襯底和第二集流體襯底；

步驟S120：在所述第一集流體襯底和第二集流體襯底形成的待滴涂區域內滴涂氧化石墨溶液；

步驟S130：對所述氧化石墨溶液干燥成型后形成的氧化石墨薄膜進行激光雕刻還原處理，得到圖形化的第一石墨烯電極和第二石墨烯電極；

步驟S140：填充電解液并封裝所述第一石墨烯電極和第二石墨烯電極，形成所述石墨烯超級電容器；

在所述步驟S120之前，進一步包括：在所述第一集流體襯底和第二集流體襯底形成的待滴涂區域的周圍設置采用聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚甲基丙烯酸甲酯制作成的模具，其中，聚對苯二甲酸乙二醇酯或者聚甲基丙烯酸甲酯的厚度為0.1mm-1mm。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S110具體為：制作兩個平行的預設尺寸的焊盤作為所述石墨烯超級電容器的第一集流體襯底和第二集流體襯底；

所述步驟S120具體為：在所述第一集流體襯底和第二集流體襯底表面上滴涂氧化石墨溶液；

所述步驟S130具體為：將所述第一集流體襯底和第二集流體襯底表面上的氧化石墨溶液干燥成型后形成的氧化石墨薄膜激光雕刻還原為平行條狀的第一石墨烯電極和第二石墨烯電極。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S110具體為：在所述印刷電路板上制作兩個具有預設的相對位置的焊盤作為所述石墨烯超級電容器的第一集流體襯底和第二集流體襯底；

所述步驟S120具體為：在第一集流體襯底和第二集流體襯底之間的印刷電路板表面或者所述第一集流體襯底、第二集流體襯底之間的印刷電路板與所述第一集流體襯底、第二集流體襯底的部分區域形成的表面滴涂氧化石墨溶液；

所述步驟S130具體為：將所述第一集流體襯底和第二集流體襯底之間的氧化石墨溶液干燥成型后形成的氧化石墨薄膜激光雕刻還原為叉指狀的第一石墨烯電極和第二石墨烯電極。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S130進一步包括：揭去所述聚對苯二甲酸乙二醇酯模具或聚甲基丙烯酸甲酯模具。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟S140之前，進一步包括：

在所述第一石墨烯電極和第二石墨烯電極的引出側分別刷涂第一導電銀漆和第二導電銀漆，所述第一導電銀漆與第一石墨烯電極和第一集流體襯底接觸，所述第二導電銀漆與第二石墨烯電極和第二集流體襯底接觸。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S140進一步包括：

將制作有第一石墨烯電極和第二石墨烯電極的印刷電路板放入手套箱中，向所述第一石墨烯電極和第二石墨烯電極區域填充電解液；

將填充有電解液的第一石墨烯電極和第二石墨烯電極封裝成石墨烯超級電容器。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述電解液為1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽離子液體和納米二氧化硅的半固態混合物，其中，1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽離子液體和納米二氧化硅的質量比為100:3。

8.一種石墨烯超級電容器，其特征在于，包括：

制作在印刷電路板上的兩個焊盤，分別作為所述石墨烯超級電容器的第一集流體襯底和第二集流體襯底；

通過激光雕刻還原處理位于第一集流體襯底和第二集流體襯底形成的待滴涂區域內的氧化石墨薄膜制成的圖形化的第一石墨烯電極和第二石墨烯電極，所述氧化石墨薄膜由氧化石墨溶液干燥成型后形成；以及

封裝結構，所述封裝結構將所述第一石墨烯電極和第二石墨烯電極及電解液封裝為石墨烯超級電容器；

所述封裝結構進一步包括：環繞所述待滴涂區域設置的采用聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚甲基丙烯酸甲酯制作成的模具，其中，聚對苯二甲酸乙二醇酯或者聚甲基丙烯酸甲酯的厚度為0.1mm-1mm。

9.根據權利要求8所述的石墨烯超級電容器，其特征在于，所述第一石墨烯電極和第二石墨烯電極為平行條狀，分別位于第一集流體襯底和第二集流體襯底上；所述第一集流體襯底和第二集流體襯底平行并具有預設的尺寸。