[发明专利]一种基于织物的柔性平面微型超级电容器的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于织物的柔性平面微型超级电容器的制备方法，将棉织物置于含氟丙烯酸酯类整理剂中，进行二浸二轧工艺处理，得焙烘整理后的棉织物；对焙烘整理后的棉织物单面涂层处理，得单面涂层棉织物；将单面涂层的棉织物涂层面朝下，漂浮在由5‑磺基水杨酸钠与三氯化铁组成的混合溶液的表面，再向混合溶液中注射5℃吡咯溶液，静置后，取出漂浮的棉织物，清洗，烘干，得单面导电织物；利用N,N‑二甲基甲酰胺溶液在单面导电织物表面刻蚀出叉指图案，通过凝胶电解质进行组装，得到织物微型超级电容器。整个工艺与常规制备柔性超级电容器的技术相比，方法简单、成本低、柔性好、器件能量密度和功率密度较高，使用寿命长。

技术领域

本发明属于超级电容器技术领域，具体涉及到一种基于织物的柔性平面微型超级电容器的制备方法。

背景技术

伴随着可穿戴电子设备的发展，与之相配套的便携式能量供应系统的研究也得到了快速发展。超级电容器，也称电化学电容器，具有快速的功率释放和长循环寿命的特点，在补充或甚至替换电池中起重要作用。在过去十年中，对超级电容器的微型化及其在芯片或柔性衬底上的集成已经引起了科研工作者们极大的关注和兴趣。柔性超级电容器以其体积小、重量轻、机械耐久性好等优点，在可穿戴和柔性电子领域得到了广泛的关注，是一种很有前景的柔性储能装置。微型柔性电子设备对于下一代设备(如微机电系统，可植入生物传感器和便携式个人电子设备)的集成电路开发至关重要。微型超级电容器在形状结构上划分主要可以分为三明治结构薄膜状微型超级电容器、纤维状微型超级电容器和叉指状微型超级电容器。叉指状微型超级电容器是微型超级电容器中被研究得最为深入的一种。

近年来，平面内微型超级电容器(MSC)作为一种替代性的先进储能系统受到了越来越多的关注，部分原因是它们的高功率输出、出色的速率能力、高频响应、快速的充电/放电速率以及较长的使用寿命循环寿命。微型超级电容器(MSC)基于叉指结构，其指状电极位于与集电器相同的平面中，彼此之间被绝缘间隙(间隙宽度通常在数十至数百微米的范围内)隔离。随后在电极的顶部和中间涂覆电解质，并确保离子沿着电极的基面传输。大多数导电高分子是伪电容材料。通过快速氧化还原反应可提供大量的能力。与碳基材料(如石墨烯和CNT)相比，导电高分子的生命周期短，电化学性能优于碳基MSC。

微型超级电容器可以通过多种方式制造，其中光刻，激光直接写入和打印是最常用的方法，这些方法对设备与加工基材的要求较高。还有其他一些制造MSC的方法，例如逐层组装。与其他组装方法相反，逐层(LbL)组装方法是制备多层膜的一种方法，该领域仍在不断发展，通过使用LbL方法可以容易地制备多层膜，但这些技术都需要特殊的设备，成本较高。

因此，本领域亟需一种具有成本效益的超级电容器制造工艺，可以实现柔性超级电容器的规模化加工。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于织物的柔性平面微型超级电容器的制备方法。