[發(fā)明專利]雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710425960.6 | 申請日： | 2017-06-08 |
| 公開（公告）號： | CN107275113B | 公開（公告）日： | 2019-12-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王瑞雪;邵濤;田思理;張帥;章程 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院電工研究所 |
| 主分類號： | H01G11/32 | 分類號： | H01G11/32;H01G11/36;H01G11/86 |
| 代理公司： | 11496 北京君泊知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 王程遠;胡玉章 |
| 地址： | 100080 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 介質(zhì) 射流 等離子體 制備 柔性 超級 電容器 復(fù)合 電極 方法 | ||
1.一種雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法，所述方法使用的裝置為雙介質(zhì)結(jié)構(gòu)的雙介質(zhì)射流等離子體裝置，所述雙介質(zhì)射流等離子體裝置包括等離子體射流管，所述等離子體射流管包括內(nèi)層石英玻璃管(4)和在所述內(nèi)層石英玻璃管(4)外套有的外層石英玻璃管(5)，所述外層石英玻璃管(5)上分別設(shè)有環(huán)狀高壓電極(2)和環(huán)狀地電極(3)；所述等離子體射流管設(shè)有兩個進氣口，其中所述內(nèi)層石英玻璃管(4)的尾部為主進氣口(6)，所述外層石英玻璃管(5)的中部設(shè)有工作氣體進氣口(7)；所述主進氣口(6)連接氣溶膠發(fā)生器(9)，所述工作氣體進氣口(7)連接氣瓶(10)，所述氣瓶(10)同時連接氣溶膠發(fā)生器(9)；所述內(nèi)層石英玻璃管(4)的尾部還連接有回收裝置(8)，所述回收裝置(8)連接氣溶膠發(fā)生器(9)；
其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟1，將待沉積的碳納米材料放置于氣溶膠發(fā)生器內(nèi)；
步驟2，選定工作氣體和高壓電源，并調(diào)整放電參數(shù)和工作氣體流速；
步驟3，選定基底材料，放置于等離子體射流管的管口噴嘴下方或一側(cè)；
步驟4，打開高壓電源，在等離子體射流管下方或一側(cè)產(chǎn)生等離子體羽，同時設(shè)置移動平臺的移動路線和移動速度，在基底材料上沉積碳納米材料；
步驟5，選定前驅(qū)物，將所述前驅(qū)物放置于氣溶膠發(fā)生器內(nèi)，重復(fù)步驟2，采用步驟4中移動平臺的移動路線，在碳納米材料上進一步沉積金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔锏玫匠夒娙萜鲝?fù)合電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法，其特征在于，步驟1中待沉積的碳納米材料為氧化石墨烯、單壁碳納米管或多壁碳納米管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法，其特征在于，選用氧化石墨烯為待沉積的碳納米材料時，完成步驟4后，選用還原性氣體為工作氣體，調(diào)整放電參數(shù)和工作氣體流速，采用步驟4中移動平臺的移動路線，對沉積的氧化石墨烯薄膜進行還原處理；所選用的還原性氣體為氮氣或氫氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法，其特征在于，完成步驟5后，還包括將所述超級電容器復(fù)合電極做形貌、能譜分析以及電化學(xué)特性測試。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法，其特征在于，
步驟2中所述工作氣體為空氣、氧氣、惰性氣體或上述氣體的混合氣體，氣體流速為0L/min～15L/min；
步驟2中所述高壓電源為高頻交流電源、直流電源、脈沖電源、射頻電源，放電電壓為1～30kV，放電頻率為1～100MHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法，其特征在于，步驟3中所述基底材料為紙、碳布或PET。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法，其特征在于，步驟4和步驟5中的沉積處理時間均不超過30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法，其特征在于，所述雙介質(zhì)射流等離子體裝置的電極結(jié)構(gòu)形式為單環(huán)結(jié)構(gòu)或雙環(huán)結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法，其特征在于，步驟4中所述移動平臺的移動路線為Z字形、叉指狀或環(huán)形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙介質(zhì)射流等離子體制備柔性超級電容器復(fù)合電極的方法，其特征在于，所述前驅(qū)物的選擇依據(jù)在碳納米材料上所沉積的材料，當(dāng)在碳納米材料上所沉積的材料為MnO2時，所選用的前驅(qū)物為高錳酸鉀。
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