[發明專利]在任意絕緣基底上制備的線型串聯超級電容器

有效

• 申請號: 201710924376.5
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN109216050B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 吳忠帥;包信和;師曉宇;秦潔瓊;周鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/10;H01G11/68;H01G11/32;H01G11/74;H01G11/78
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.在任意絕緣基底上制備的線型串聯超級電容器，具體包括以下步驟：

（1）在任意絕緣基底上，以石墨烯、碳納米管、導電聚合物、過渡金屬氧化物電極材料中的一種或二種以上作為墨水，采用涂覆、絲網印刷、噴墨打印和/或3D打印或噴涂法中的一種或二種以上一步實現電極、集流體和連接體在絕緣基底上的沉積和圖案化制備；

（2）所述在絕緣基底上沉積的圖案具有不連續的結構，其包括至少二組以上的不連續的線段，且其中二組線段分別定義為A₁、A₂、…、A_n和B₁、B₂、…、B_n-1、B_n，n≥2正整數，i為1~n間的任一正整數，其中線段A_i和A _i+1在線段B_i二端點連線上的投影分別形成一投影區K和L，其中二投影區K和L均不為空集即均為一直線線段且不相交，而對應于形成二投影區K和L的線段A_i和A _i+1上的線條分別定義為M_i和M _i+1；

j為1~n間的任一正整數，其中線段B_j和B _j+1在線段A_j+1二端點連線上的投影分別形成一投影區C和D，其中二投影區C和D均不為空集即均為一直線線段且不相交；

線段B_i在線段B_i二端點連線上的投影形成一投影區T， 投影區K和L位于投影區T上，且投影區K和L間不相交即留有間隔，而對應于形成投影區T與投影區K和L重合部分的線段B_i上的線條分別定義為N_i和N _i+1；在絕緣基底上M_i和N_i之間區域涂覆有電解液，構成由線段A_i和線段B_i組成的超級電容器，在絕緣基底上M _i+1和N _i+1之間區域均分別涂覆有電解液，構成由線段A _i+1和線段B _i組成的超級電容器；

而線段A_i和線段B _i未涂覆電解液的部分作為連接體，線段A_i和線段B _i涂覆電解液的部分作為電極和集流體；構成二個以上串聯超級電容器。

2.按照權利要求1所述的在任意絕緣基底上制備的線型串聯超級電容器，其特征在于：所述的絕緣基底為A4打印紙、聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、尼龍膜、絲綢布、硅片、玻璃中的一種。

3.按照權利要求1所述的在任意絕緣基底上制備的線型串聯超級電容器，其特征在于：所述的電極材料墨水為石墨烯、碳納米管、導電聚合物、過渡金屬氧化物墨水中的一種或二種以上；

所述的石墨烯為電化學剝離石墨烯、還原氧化石墨烯、液相剝離石墨烯及含石墨烯的復合材料中的一種或二種以上；

所述的導電聚合物為聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、PH1000聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸中的一種或二種以上；

過渡金屬氧化物為二氧化錳、氧化釕、氧化鈷、氧化鎳、氧化鉬中的一種或二種以上。

4.按照權利要求1所述的在任意絕緣基底上制備的線型串聯超級電容器，其特征在于：

墨水采用的分散液為甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙二醇、二甲基亞砜、呋喃、吡啶、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或二種以上。

5.按照權利要求1或4所述的在任意絕緣基底上制備的線型串聯超級電容器，其特征在于：所述的石墨烯于墨水中濃度為0.01~10 mg mL^-1；

碳納米管于墨水中濃度為0.01~10 mg mL^-1；

導電聚合物于墨水中的濃度為0.01~10 mg mL^-1；

過渡金屬氧化物于墨水中的濃度為0.01~10.0 mg mL^-1。