[发明专利]三维纳米线状孔碳材料以及高电压微型超级电容器的制作工艺

摘要

本发明涉及一种三维纳米线状孔碳材料，其厚度在2‑4μm，其上存在有纳米线状大孔，孔直径为80‑120nm，所述的孔相互搭接形成网络结构，所述的纳米线状大孔的孔槽内有大小2‑5nm的介孔以及2nm以下的微孔，其中大孔由氧化锌纳米线还原蒸发产生，介孔与微孔在大孔管壁上由氧化锌纳米线活化产生。本发明有益效果是：通过廉价氧化锌纳米线进行活化，形成相互连接的三维孔洞结构，有利于电解液的浸润。大孔‑介孔‑微孔等多级孔道结构，增加碳材料比表面积。微型超级电容器面积容量高，循环稳定性高。使用高浓度双三氟甲烷磺酰亚胺锂电解液，可扩展水系微型超级电容器的电压窗口，提高器件能量密度，具有工艺简单、成本低等优点。

主权项

1.三维纳米线状孔碳材料的高电压微型超级电容器的制作工艺，所述的三维纳米线状孔碳材料的厚度在2‑4μm，其上存在有纳米线状大孔，纳米线状大孔的直径为80‑120nm，纳米线状大孔相互搭接形成网络结构，所述的纳米线状大孔的孔槽内有大小2‑5nm的介孔以及2nm以下的微孔，其中纳米线状大孔由氧化锌纳米线还原蒸发产生，介孔与微孔在纳米线状大孔管壁上由氧化锌纳米线活化产生，包括有以下步骤：(1)采用超声搅拌方法将氧化锌纳米线均匀分散在光刻胶内；(2)利用紫外光刻技术对所得的光刻胶/氧化锌纳米线进行紫外光刻、显影微加工，获得图案化微结构；(3)对所得复合材料进行高温烧结，制得三维纳米线状孔碳材料微电极；高温烧结的方法是氮气气氛保护下，以2‑5℃/min速率升温至300℃，保温30分钟，再升温至900‑1000℃，保温1‑3小时，最终温度超过金属锌的沸点而使其蒸发；(4)使用氯化锂‑聚乙烯醇凝胶状电解质，高浓度双三氟甲烷磺酰亚胺锂水溶液作为电解液，组装高电压微型超级电容器。