[发明专利]一种基于激光图形化的自由式微型超级电容器及制造方法

摘要

一种基于激光图形化的自由式微型超级电容器及制造方法，属于微能源能量存储技术领域。自下而上的结构分别是固态电解质、柔性电极与金属集流体；在电纺丝纳米纤维上滴涂碳纳米管得到柔性电极。本发明提出的自由式微型超级电容器，与传统的三明治结构超级电容器相比，采用平面式叉指结构电极，极大的降低了器件厚度，提升了器件柔性，可以更好的与柔性电子器件集成，并且同时利用电纺丝纳米纤维高比表面积与碳纳米管高电导性的优势，制备轻便稳定的柔性电极，进一步提高了能量与功率密度。本发明与其他微型超级电容器相比，创新性的通过电解质转移的方式，无需额外衬底，进一步降低了器件的厚度，避免了复杂的转移工艺对器件带来可能的伤害。

主权项

1.一种基于激光图形化的自由式微型超级电容器，其特征在于包括：电纺丝纳米纤维、柔性电极、固态电解质及金属集流体；自下而上的结构分别是固态电解质、柔性电极与金属集流体；在电纺丝纳米纤维上滴涂碳纳米管得到柔性电极；所述电纺丝纳米纤维为聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride，PVDF)或聚氨基甲酸酯(polyurethane，PU)，通过电纺丝工艺制备而得；所述柔性电极附着多壁碳纳米管(carbon nanotube，CNT)或其他具有柔性特质的电极；所述固态电解质为凝胶聚合物，包括聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)与磷酸(H3PO4)、硫酸(H2SO4)、氯化锂(LiCl)的聚合物；所述金属集流体为导电性良好的金属金(Au)或铜(Cu),柔性电极:具有平面式叉指结构的叉指电极，叉指电极对向排列，分别作为微型超级电容器的正、负极；直接贴附于多种柔性电子器件的表面；与可穿戴设备和低功耗电子器件的各类传感器相集成；叉指结构单值宽度为200‑800μm，叉指长度为0.5‑2cm，叉指数量为4‑8个。