烯用激光切割预留屏带，用于引 出电容器的电极。
[0031] 以上工序完成后，再将石墨烯/绝缘薄膜的复合薄膜在小分切机上按规格进行分 切，然后卷绕，从而最终形成薄膜电容器。
[0032] 本实施例中的绝缘薄膜（即，电容器用薄膜）为4微米厚的聚乙酯薄膜。
[0033] 实施例2
[0034] 如图3所示，将2000ml质量浓度为lOOmg/ml氧化石墨稀水溶液倾倒到涂覆槽中， 涂覆机生产速度控制在30m/s，送料1为电容器用薄膜，通过2号和3号传送辊将氧化石墨 烯水溶液均匀涂覆在薄膜上，为确保涂层厚度可控且涂层均匀，通过调整4刮刀的角度和 高度来修正氧化石墨稀层厚度，控制涂覆层厚度在400A，压棍5调整适合压力4bar完成 氧化石墨烯同薄膜稳固附着，再通过张力调平装置6保持复合薄膜具有良好的展平效果以 便烘干固化，且带有烘干装置，温度控制在Il〇°C，通过导辊传送到压力为2. 5bar的剪辊7# 和8#实现保持展平作用，随后进入盛有浓度为50 %的还原溶液（如：氢碘酸等）9装置进 行还原反应，再此还原过程中，氧化石墨烯薄膜与还原溶液（如：氢碘酸等）发生反应，获得 所需的石墨烯复合薄膜产品，为去除薄膜表面水分再经过10完成烘干固化后11收卷。
[0035] 本实施例中的绝缘薄膜（即，电容器用薄膜）为8微米厚的聚丙烯薄膜。
[0036] 实施例3
[0037] 如图3所示，将2000ml质量浓度为50mg/ml氧化石墨稀水溶液倾倒到涂覆槽中， 涂覆机生产速度控制在15m/s，送料1为电容器用薄膜，通过2号和3号传送辊将氧化石墨 烯水溶液均匀涂覆在薄膜上，为确保涂层厚度可控且涂层均匀，通过调整4刮刀的角度和 高度来修正氧化石墨稀层厚度，控制涂覆层厚度在450A，压棍5调整适合压力3. 5bar完 成氧化石墨烯同薄膜稳固附着，再通过张力调平装置6保持复合薄膜具有良好的展平效果 以便烘干固化，且带有烘干装置，温度控制在l〇5°C，通过导辊传送到压力为2. 5bar的剪辊 7#和8#实现保持展平作用，随后进入盛有浓度为 45 %的还原溶液（如：氢碘酸等）9装置 进行还原反应，再此还原过程中，氧化石墨烯薄膜与还原溶液（如：氢碘酸等）发生反应，获 得所需的石墨烯复合薄膜产品，为去除薄膜表面水分再经过10完成烘干固化后11收卷。
[0038] 本实施例中的绝缘薄膜（即，电容器用薄膜）为12微米厚的聚苯乙烯薄膜。
[0039] 实施例4
[0040] 如图3所示，将1000 ml质量浓度为0.lmg/ml氧化石墨稀水溶液倾倒到涂覆槽中， 涂覆机生产速度控制在3m/s，送料1为电容器用薄膜，通过2号和3号传送辊将氧化石墨烯 水溶液均匀涂覆在薄膜上；覆膜温度为70°C;为确保涂层厚度可控且涂层均匀，通过调整4 刮刀的角度和高度来修正氧化石墨烯层厚度，控制涂覆层厚度在1000A，压辊5调整适合 压力Ibar完成氧化石墨烯同薄膜稳固附着，再通过张力调平装置6保持复合薄膜具有良好 的展平效果以便烘干固化，且带有烘干装置，温度控制在30°C，烘干时间为60分钟；通过导 辊传送到压力为2bar的剪辊7#和8#实现保持展平作用，随后进入盛有浓度为10%的还 原溶液（如：氢碘酸等）9装置进行还原反应，再此还原过程中，氧化石墨烯薄膜与还原溶液 (如：氢碘酸等）发生反应，获得所需的石墨烯复合薄膜产品，为去除薄膜表面水分再经过 10完成烘干固化后11收卷，得到石墨烯层/绝缘薄膜的复合薄膜。
[0041] 本实施例中的绝缘薄膜（即，电容器用薄膜）为12微米厚的聚乙酯薄膜。
[0042] 实施例5
[0043] 如图3所示，将1000 ml质量浓度为5mg/ml氧化石墨稀水溶液倾倒到涂覆槽中， 涂覆机生产速度控制在25m/s，送料1为电容器用薄膜，通过2号和3号传送辊将氧化石墨 烯水溶液均匀涂覆在薄膜上；覆膜温度为IKTC;为确保涂层厚度可控且涂层均匀，通过调 整4刮刀的角度和高度来修正氧化石墨烯层厚度，控制涂覆层厚度在100A,压辊5调整适 合压力IObar完成氧化石墨烯同薄膜稳固附着，再通过张力调平装置6保持复合薄膜具有 良好的展平效果以便烘干固化，且带有烘干装置，温度控制在70°C，通过导辊传送到压力为 2bar的剪棍7#和8#实现保持展平作用，随后进入盛有浓度为1 %的还原溶液（如：氢碘酸 等）9装置进行还原反应，再此还原过程中，氧化石墨烯薄膜与还原溶液（如：氢碘酸等）发 生反应，获得所需的石墨烯复合薄膜产品，为去除薄膜表面水分再经过10完成烘干固化后 11收卷，得到石墨烯/绝缘薄膜的复合薄膜。
[0044] 本实施例中的绝缘薄膜（即，电容器用薄膜）为12微米厚的聚碳酸酯薄膜。
[0045] 本发明的石墨烯薄膜电容器的生产技术生产的石墨烯薄膜电容器，电容器的容量 是比表面积和层间距离的正比关系，即c= (K*e*S)/2 *D)，体积小，其能量密度和功率 密度在以往已发现的材料制作的电容器中无可比拟。石墨烯复合膜制作釆用物理合成技术 对环境无污染，生产电容器更清洁。在相对于现有金属化薄膜电容器的使用环境要求更低， 耐温、耐热、防爆抗击穿能力更强。在大气环境中工作运行的石墨烯复合膜薄膜电容器性能 远超传统金属化薄膜电容器，使得石墨烯复合膜薄膜电容器有广泛的应用领域。
[0046] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于石墨烯复合膜的薄膜电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 在70°C~110°C的温度下，将浓度为0?lmg/ml~lOOmg/ml的氧化石墨稀水溶液涂 覆在绝缘薄膜上，形成厚度不小于100A的涂覆层；涂覆速度为3m/s~30m/s; (2) 将步骤（1)得到的具有涂覆层的绝缘薄膜展平；接着，将该具有涂覆层的绝缘薄膜 置于温度为30°C~120°C的烘箱内烘干固化；所述烘干的时间为5分钟~60分钟； (3) 将步骤（2)得到的薄膜在保持展平的状态下，用质量浓度为1%~50%的氢碘酸溶 液还原；所述的还原时间为5分钟~90分钟；然后，将所述薄膜在温度为30°C~120°C的烘 箱内烘干，得到石墨烯/绝缘薄膜的复合薄膜； (4) 将步骤（3)得到的石墨烯/绝缘薄膜的复合薄膜预留屏带，然后切割、卷绕，最终形 成薄膜电容器。
2. 如权利要求1所述基于石墨烯复合膜的薄膜电容器的制备方法，其特征在于，所述 步骤（1)中所述涂覆时覆膜压力为Ibar~lObar。
3. 如权利要求1所述基于石墨烯复合膜的薄膜电容器的制备方法，其特征在于，所述 步骤⑴中的涂覆层的厚度为100A~1000A。
4. 如权利要求1所述基于石墨烯复合膜的薄膜电容器的制备方法，其特征在于，所述 步骤（1)中的绝缘薄膜为聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚碳酸酯薄膜中的任意一种，绝缘薄 膜的厚度为4微米~12微米。
5. 如权利要求1所述基于石墨烯复合膜的薄膜电容器的制备方法，其特征在于，所述 步骤（2)中将具有涂覆层的绝缘薄膜展平是通过将具有涂覆层的绝缘薄膜传送入薄膜张 力调平装置进行的。
6. 如权利要求1所述基于石墨烯复合膜的薄膜电容器的制备方法，其特征在于，所述 步骤（2)中的烘箱为鼓风烘箱。
7. 如权利要求1-6任意一项所述基于石墨烯复合膜的薄膜电容器的制备方法，其特征 在于，所述步骤（2)中在温度为120°C的烘箱内的烘干时间不超过15分钟。
8. 如权利要求1-7任意一项所述基于石墨烯复合膜的薄膜电容器的制备方法，其特征 在于，所述步骤（3)中用质量浓度为50%的氢碘酸溶液还原的时间不超过10分钟。
【专利摘要】本发明公开了一种基于石墨烯复合膜的薄膜电容器制备方法，包括以下步骤：在70～110℃下，将浓度为0.1～100mg/ml的氧化石墨烯水溶液涂覆在绝缘薄膜上，形成厚度不小于的涂覆层；接着，将薄膜送入温度为30～120℃烘箱内烘干固化；然后，将薄膜在保持展平的状态下与质量浓度为1％～50％的氢碘酸溶液反应；反应的时间为5～90分钟；然后，将薄膜在温度为30～120℃的烘箱内烘干，得到石墨烯/绝缘薄膜的复合薄膜；将石墨烯/绝缘薄膜的复合薄膜预留屏带，然后切割、卷绕，最终形成薄膜电容器。得到的基于石墨烯复合膜的薄膜电容器的能量密度、功率密度大，能够进一步减小电容器的体积，增大电容量，降低成本。
【IPC分类】H01G4-008, H01G4-33
【公开号】CN104715927
【申请号】CN201510130691
【发明人】潘旭祥, 宋华斌, 童慧明
【申请人】湖北龙辰科技股份有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月24日