[發明專利]一種激光打孔模板法電鍍多孔金屬膜及其方法與應用

有效

• 申請號: 201710080912.8
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106847550B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 于杰;任中華;李元吉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: H01G11/70
• 分類號: H01G11/70;H01G11/84
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡玉

本發明專利涉及一種多孔鎳膜的制備方法及其作為超級電容器電極集流體的應用；本方法利用激光在導電基底上打孔，在此多孔導電基底的孔中填充絕緣材料，利用填滿絕緣材料的多孔導電基底作為模板電鍍鎳膜，鎳膜從導電基底剝離即可得到超薄自支撐多孔鎳膜；通過改變導電基底的孔徑可以改變多孔鎳膜的孔徑；通過改變導電基底的孔密度可以改變多孔鎳膜的孔密度；此多孔鎳膜可以作為超級電容器集流體，生長活性材料后，電極具有很高的比電容和良好的循環穩定性；該方法工藝簡單，成本低廉，可大面積制備，獲得的多孔鎳膜具有優良的機械性能，有很好的應用前景；此外，本方法還可以擴展到制備其他多孔金屬薄膜。

技術領域

本發明屬于新材料領域，尤其涉及一種激光打孔模板法電鍍多孔金屬膜、制備方法及其超級電容器應用。

背景技術

超級電容器是一種介于傳統電容器和電池之間的新型儲能元件。相比傳統電容器，超級電容器具有更高的能量密度。與電池相比，超級電容器具有更高的功率密度，可快速充放電，使用壽命長，安全性高，綠色環保等優點，在電動汽車、電力電網、消費電子和國防科技等方面具有重要和廣闊的應用前景。

近幾年，隨著各領域對柔性可穿戴設備的需求不斷增加，柔性超級電容器也相應成為研究熱點。目前的柔性超級電容器集流體主要有平面金屬箔、碳布、塑料薄膜和碳自支撐膜等。碳布成本偏高，厚度較大；塑料薄膜不導電，實際應用中需要鍍一層導電金屬薄膜；平面金屬箔離子傳輸效率較低；碳自支撐膜制備過程較為復雜，成本高。這些局限性導致以上集流體在實際應用中面臨不小的挑戰。

因此，建立適合工業化生產的高性能柔性超級電容器集流體的簡單制備工藝，降低生產成本，對于柔性超級電容器產業的進步具有重要意義。

有必要研發一種制備簡單、成本低廉、性能優異的新型柔性超級電容器集流器。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光打孔模板法電鍍多孔金屬膜的制備方法，旨在解決現有柔性超級電容器集流體制備不方便的問題。

本發明是這樣實現的，一種激光打孔模板法電鍍多孔金屬膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟A：制備激光模版，所述激光模版系硬性導體片經激光打孔后獲得；

步驟B：制備多孔金屬膜，所述多孔金屬膜系在所述激光模版上電鍍金屬膜后剝離獲得。

通過使用模版法可以快速的制備多孔金屬膜。而使用激光來制備模版可以大幅度的提高效率。

本發明的進一步技術方案是：所述步驟A包括以下分步驟，

步驟A1：硬性導體片的預處理；所述硬性導體片的預處理系將硬性導體片分別在無水乙醇和去離子水中清洗并干燥；

步驟A2：打孔步驟；所述打孔步驟系使用紫外鐳射機在經過預處理后的硬性導體片上打孔；

步驟A3：填充絕緣體；所述填充絕緣體系向所述打孔后的硬性導體片的孔中填充絕緣體。通過向孔中填充絕緣體實現電鍍金屬膜的控制。電鍍時，硬性導體片由于其導電性質會被鍍上一層金屬膜，而孔洞內由于填充了絕緣體無法導電從而沒有被電鍍，行成一個個空洞結構。

本發明的進一步技術方案是：所述分步驟A3包括以下子步驟， 步驟A31:貼膠帶步驟，所述貼膠帶步驟系將膠帶貼在所述打孔后的硬性導體片的一面后獲得；

步驟A32：填充絕緣體物；所述填充絕緣體物系將合適粘度的絕緣體覆蓋硬性導體片沒有貼膠帶的一面并填充所有孔洞后獲得。

本發明的進一步技術方案是：所述步驟B包括以下分步驟，

步驟B1：電鍍預處理步驟，所述電鍍預處理步驟系將步驟A31中的膠帶去除；

步驟B2：電鍍步驟，所述電鍍步驟系將步驟B1獲得的硬性導體片在電鍍液中電鍍金屬膜；