[實用新型]電極結構、石墨烯超級電容器

有效

• 申請號: 201720947315.6
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN206976175U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 汪際軍
• 申請（專利權）人: 全普光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/26;H01G11/30;H01G11/36;H01G11/46;H01G11/52;H01G11/56;H01G11/70;H01G11/84;H01G11/86;B82Y30/00;B82Y40/00
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1.一種超級電容器的電極結構，其特征在于，包括：

石墨烯薄膜；

位于石墨烯薄膜表面的由納米球構成的第一半導體層；

位于第一半導體層上的第二半導體層，第二半導體層由納米線構成，且每個納米球上均至少有一根納米線與之垂直接觸；

位于第二半導體層上的第三半導體層，第三半導體層由納米花構成，且每根納米線上均至少有一顆納米花與之接觸；

在整個石墨烯薄膜表面上設置固態電解質，固態電解質滲透于第一半導體層、第二半導體層和第三半導體層的間隙中，且將第一半導體層、第二半導體層和第三半導體層包裹住，固態電解質的頂部高于第三半導體層的頂部。

2.根據權利要求1所述的電極結構，其特征在于，所述第一半導體層的納米球是空心球。

3.根據權利要求2所述的電極結構，其特征在于，所述空心球為半空心球，半空心球的直徑面位于石墨烯薄膜表面，半空心球的球面朝上設置，使得半空心球與石墨烯薄膜之間形成封閉空腔。

4.根據權利要求2所述的電極結構，其特征在于，空心球的內徑為

5.根據權利要求2所述的電極結構，其特征在于，所述第二半導體層的納米線垂直生長于所述空心球頂部的頂點。

6.根據權利要求5所述的電極結構，其特征在于，所述納米線的高度為1～10nm。

7.根據權利要求1所述的電極結構，其特征在于，所述納米花為從根部向外輻射開的納米棒構成，所述納米花的根部生長于所述納米線的頂部。

8.根據權利要求7所述的電極結構，其特征在于，所述納米花的寬度為5～10nm，高度不大于10nm。

9.根據權利要求1所述的電極結構，其特征在于，在所述石墨烯薄膜的底部還設置有集流體層，所述石墨烯薄膜的圖案與集流體層的圖案相同。

10.根據權利要求1所述的電極結構，其特征在于，所述第一半導體層的材料為過渡族金屬氧化物。

11.根據權利要求1所述的電極結構，其特征在于，所述納米球的高度小于或等于所述納米線的高度，所述納米花的高度小于或等于所述納米線的高度，所述納米花的寬度小于或等于納米線的直徑，所述納米花的寬度小于或等于納米球的直徑。

12.根據權利要求1所述的電極結構，其特征在于，所述固態電解質頂部具有多個凸起。

13.一種石墨烯超級電容器，其特征在于，包括：兩個權利要求1所述的電極結構相對設置，以及位于所述電極結構之間的隔離層。

14.根據權利要求13所述的石墨烯超級電容器，其特征在于，所述隔離層為有機隔離膜，所述電極結構的固態電解質頂部具有多個凸起；所述有機隔離膜的兩個表面分別具有多個凹陷，凹陷與凸起相配合，使凸起嵌入凹陷中。

15.根據權利要求14所述的石墨烯超級電容器，其特征在于，所述有機隔離膜的兩個表面的凹陷的底部之間的距離不大于2nm。

16.根據權利要求13所述的石墨烯超級電容器，其特征在于，所述隔離層為氧化石墨烯薄膜。