[发明专利]超级电容器及制备方法

说明书

本发明公开了超级电容器及制备方法，属于电容器领域。本发明的超级电容器的第一电极和第二电极的线宽均可在100nm‑18000nm之间，相对于现有的超级电容器而言有效的增大了电极的比表面积，从而提升超级电容器的能量密度。超级电容器的制备方法通过采用第一预设波长的诱导光束还原氧化层，利用预设抑制还原方法抑制还原氧化层的预设区域，从而生成线宽可低于20μm的电极，大大的提高了超级电容器中还原态氧化石墨烯的比表面积。

技术领域

本发明涉及电容器领域，尤其涉及一种超级电容器及制备方法。

背景技术

石墨烯超级电容器是基于石墨烯材料的超级电容器的统称，由于石墨烯独特的二维结构、导电性、高功率、长寿命及环保等特点被广泛应用。激光直写技术作为一种还原氧化石墨烯的方法，可以实现还原氧化石墨烯电极的可控周期结构。石墨烯超级电容器的储能机理是基于双电层储能，在不提高电极间电压的情况下，电极材料的表面状况是决定电容器容量的关键因素，需要电极材料的比表面积尽可能的大，从而提高超级电容器的能量密度。然而，由于衍射极限和激光还原过程中产生的热扩散，目前无法制备出宽度低于20μm的石墨烯超级电容器的电极。

发明内容

针对现有的石墨烯超级电容器比表面积小、能量密度低的问题，现提供一种旨在可增大比表面积，提高能量密度的超级电容器及制备方法。

本发明提供了一种超级电容器，包括：

衬底；

氧化层，形成于所述衬底上表面；

第一电极，嵌入于所述氧化层，所述第一电极的线宽在100nm-18000nm之间；

第二电极，嵌入于所述氧化层，所述第二电极与所述第一电极间隔设置，所述第二电极的线宽在100nm-18000nm之间。

优选的，所述第一电极与所述第二电极之间的间隙距离与所述第一电极或所述第二电极的线宽之间的比值大于或等于1。

优选的，所述第一电极与所述第二电极呈交错的梳齿型相对设置，或所述第一电极与所述第二电极呈螺旋交错的状态相对设置。

优选的，所述第一电极和所述第二电极均采用还原态氧化石墨烯。

优选的，所述氧化层的厚度范围在2μm-20μm之间。

优选的，所述氧化层采用氧化石墨烯。

优选的，所述衬底的厚度范围在0.1mm-2mm之间。

优选的，所述衬底采用玻璃或高分子化合物。

本发明还提供了一种超级电容器的制备方法，包括：

在衬底的上表制备氧化层；

采用第一预设波长的诱导光束还原所述氧化层的预设区域；

采用预设抑制还原方法抑制还原所述氧化层的预设区域，形成嵌入于所述氧化层中的第一电极和第二电极。

优选的，所述预设抑制还原方法为采用第二预设波长的抑制光束抑制还原所述氧化层的预设区域，或

所述预设抑制还原方法为采用离子处理机抑制还原所述氧化层的预设区域。

优选的，所述在衬底的上表制备氧化层，包括：

在衬底的上表面采用旋涂法或滴加干燥法制备氧化层。

优选的，所述氧化层采用氧化石墨烯。

优选的，所述第一电极和所述第二电极均采用还原态氧化石墨烯。

优选的，所述第一电极和所述第二电极的线宽均在100nm-18000nm之间。