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一種連續(xù)印刷制備超級電容器的方法與流程

文檔序號:12369425閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種連續(xù)印刷制備超級電容器的方法,其特征在于步驟如下:

1)電極材料薄膜的制備

將均勻分散在溶劑中的電極材料,經(jīng)過擋板I印刷到基底上,通過在室溫-200℃范圍調(diào)節(jié)基底的溫度,使溶劑快速揮發(fā),在基底上得到電極材料薄膜;所述電極材料為活性炭、碳納米管、石墨烯、MnO2、RuO2、Co3O4、V2O5、聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聯(lián)多苯和聚苯乙炔等中的一種或兩種以上任意比例的混合物;所述基底為玻璃、木板、纖維布、紙或塑料,基底的形狀為平面或曲面;電極材料薄膜的厚度為0.05-500μm;電極材料薄膜的形狀與擋板I的形狀相同,通過調(diào)節(jié)擋板的形狀,實(shí)現(xiàn)超級電容器的串并聯(lián)的集成,得到可設(shè)計(jì)形狀的超級電容器;

2)電極材料薄膜上隔膜的制備

將分散好的納米纖維溶液,利用印刷法,經(jīng)過擋板II印刷在電極材料薄膜的表面,待溶劑揮發(fā)后形成纖維膜,作為超級電容器的隔膜,擋板II的邊緣比擋板I大2-5mm,以保證納米纖維隔膜完全覆蓋在電極材料的表面,防止短路的發(fā)生;隔膜的尺寸與擋板II的尺寸相同,通過調(diào)控?fù)醢宓某叽绺淖兏裟さ拇笮?,?dāng)隔膜面積一定時(shí),相同的印刷時(shí)間,納米纖維溶液濃度越大,隔膜越厚;相同的納米纖維溶液濃度,印刷時(shí)間越長,隔膜越厚;所述納米纖維溶液的溶劑為水、甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、二氯亞砜、石油醚、環(huán)己烷二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、環(huán)己酮、乙醚、二乙二醇二甲醚、四氫呋喃、吡啶或N-甲基吡咯烷酮,納米纖維溶液的濃度為0.02-10wt%,印刷時(shí)間為10s-300min,隔膜的厚度為0.05-500μm。

3)超級電容器的組裝

在已經(jīng)印刷好隔膜的電極材料薄膜上,繼續(xù)用印刷法制備超級電容器的另一個(gè)電極,與步驟1的方法相同,將均勻分散在溶劑中的電極材料,經(jīng)過與擋板I印刷到基底的隔膜上,通過在室溫-200℃范圍調(diào)節(jié)基底的溫度,使溶劑快速揮發(fā),在基底上制得電極材料的薄膜;如果要在垂直基底方向?qū)崿F(xiàn)多個(gè)超級電容器的集成,需要重復(fù)上述印刷的方法印刷所需更多層的電極和隔膜層,只是擋板上引線的位置根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié);所述電極和隔膜層交替堆疊,具體層數(shù)根據(jù)實(shí)際需要來決定;電極和隔膜制備完成后,將聚合物電解質(zhì)的水溶液通過與上述相同的印刷方式加到電極材料和隔膜層上,在室溫-90℃下?lián)]發(fā)電解質(zhì)中多余的水分,完成超級電容器的組裝;所述聚合物電解質(zhì)水溶液是由電解質(zhì)KOH、NaOH、LiOH、H2SO4、H3PO4、K2SO4、Na2SO4、Li2SO4、KCl、NaCl或LiCl和聚乙烯醇、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷或明膠組成的任意比例的混合物與水配置的水溶液,聚合物電解質(zhì)水溶液的濃度為2-30wt%;在整個(gè)組裝過程中,超級電容器的電極材料、隔膜、電解質(zhì)全部是利用相同的印刷的方法集成到一起的,制備過程連續(xù)可控。

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