[發(fā)明專利]一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010691935.4
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111968865A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田媛;宮聯(lián)國;王桂花;趙曉丹;楊毅彪;費宏明
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;C23C14/00;C23C14/08;C23C14/35;H01G11/30;H01G11/46
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 趙江艷

1.一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對襯底表面清洗，然后將清洗備用的襯底固定于鍍膜腔室內(nèi)基片臺上，關(guān)閉鍍膜腔室；

S2、將鍍膜腔室抽至本底真空度1×10^-5Pa~1×10^-3Pa；

S3、將氮氣和氬氣接入混氣室混氣；

S4、濺射鍍膜：以金屬氧化物為靶材，以氮氣和氬氣的混合氣體為濺射氣氛，采用射頻鍍膜工藝在基片臺的襯底上鍍膜；

S5、取出鍍膜襯底：射頻鍍膜完畢后，待襯底溫度降溫至100℃以下時，取出鍍膜襯底，得到原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極成品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中襯底為ITO玻璃、ITO柔性襯底或二氧化硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中對襯底表面的清洗包括：

S101、將襯底表面使用肥皂水清洗；

S102、將肥皂水清洗后的襯底用去離子水初次超聲清洗；

S103、將初次超聲清洗后的襯底再用分析純乙醇第二次超聲波清洗；

S104、將清洗后的襯底用高純干燥氮氣吹干備用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S102和步驟S103中的兩次超聲清洗時間均不少于20min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中射頻濺射鍍膜工藝參數(shù)為：本底真空：1×10^-5Pa~1×10^-3Pa，濺射氣壓：0.5~1.2Pa，濺射功率：40—180W，濺射溫度：100~500℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中氮氣和氬氣的純度均不低于99.999%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極的制備方法，其特征在于，所述原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極的厚度為60~800nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中，金屬氧化物為NiO、MnO₂、Ti0₂、C_O3O₄中的一種。

9.一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極，其特征在于，采用權(quán)利要求1~8任一項所述的方法制備得到。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種原位氮摻雜金屬氧化物超級電容器電極的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將原位氮摻雜金屬氧化物薄膜作為工作電極，鉑片作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，6 M KOH作為電解液，組裝成三電極測試系統(tǒng)；

（2）對組裝好的測試系統(tǒng)進行電化學性能測試，通過循環(huán)伏安、恒流充放電和循環(huán)穩(wěn)定測試檢驗原位氮摻雜金屬氧化物的電化學性能。