[发明专利]一种激光打孔模板法电镀多孔金属膜及其方法与应用

说明书

本发明专利涉及一种多孔镍膜的制备方法及其作为超级电容器电极集流体的应用；本方法利用激光在导电基底上打孔，在此多孔导电基底的孔中填充绝缘材料，利用填满绝缘材料的多孔导电基底作为模板电镀镍膜，镍膜从导电基底剥离即可得到超薄自支撑多孔镍膜；通过改变导电基底的孔径可以改变多孔镍膜的孔径；通过改变导电基底的孔密度可以改变多孔镍膜的孔密度；此多孔镍膜可以作为超级电容器集流体，生长活性材料后，电极具有很高的比电容和良好的循环稳定性；该方法工艺简单，成本低廉，可大面积制备，获得的多孔镍膜具有优良的机械性能，有很好的应用前景；此外，本方法还可以扩展到制备其他多孔金属薄膜。

技术领域

本发明属于新材料领域，尤其涉及一种激光打孔模板法电镀多孔金属膜、制备方法及其超级电容器应用。

背景技术

超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件。相比传统电容器，超级电容器具有更高的能量密度。与电池相比，超级电容器具有更高的功率密度，可快速充放电，使用寿命长，安全性高，绿色环保等优点，在电动汽车、电力电网、消费电子和国防科技等方面具有重要和广阔的应用前景。

近几年，随着各领域对柔性可穿戴设备的需求不断增加，柔性超级电容器也相应成为研究热点。目前的柔性超级电容器集流体主要有平面金属箔、碳布、塑料薄膜和碳自支撑膜等。碳布成本偏高，厚度较大；塑料薄膜不导电，实际应用中需要镀一层导电金属薄膜；平面金属箔离子传输效率较低；碳自支撑膜制备过程较为复杂，成本高。这些局限性导致以上集流体在实际应用中面临不小的挑战。

因此，建立适合工业化生产的高性能柔性超级电容器集流体的简单制备工艺，降低生产成本，对于柔性超级电容器产业的进步具有重要意义。

有必要研发一种制备简单、成本低廉、性能优异的新型柔性超级电容器集流器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光打孔模板法电镀多孔金属膜的制备方法，旨在解决现有柔性超级电容器集流体制备不方便的问题。

本发明是这样实现的，一种激光打孔模板法电镀多孔金属膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤A：制备激光模版，所述激光模版系硬性导体片经激光打孔后获得；

步骤B：制备多孔金属膜，所述多孔金属膜系在所述激光模版上电镀金属膜后剥离获得。

通过使用模版法可以快速的制备多孔金属膜。而使用激光来制备模版可以大幅度的提高效率。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤A包括以下分步骤，

步骤A1：硬性导体片的预处理；所述硬性导体片的预处理系将硬性导体片分别在无水乙醇和去离子水中清洗并干燥；

步骤A2：打孔步骤；所述打孔步骤系使用紫外镭射机在经过预处理后的硬性导体片上打孔；

步骤A3：填充绝缘体；所述填充绝缘体系向所述打孔后的硬性导体片的孔中填充绝缘体。通过向孔中填充绝缘体实现电镀金属膜的控制。电镀时，硬性导体片由于其导电性质会被镀上一层金属膜，而孔洞内由于填充了绝缘体无法导电从而没有被电镀，行成一个个空洞结构。

本发明的进一步技术方案是：所述分步骤A3包括以下子步骤， 步骤A31:贴胶带步骤，所述贴胶带步骤系将胶带贴在所述打孔后的硬性导体片的一面后获得；

步骤A32：填充绝缘体物；所述填充绝缘体物系将合适粘度的绝缘体覆盖硬性导体片没有贴胶带的一面并填充所有孔洞后获得。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤B包括以下分步骤，

步骤B1：电镀预处理步骤，所述电镀预处理步骤系将步骤A31中的胶带去除；

步骤B2：电镀步骤，所述电镀步骤系将步骤B1获得的硬性导体片在电镀液中电镀金属膜；