超级电容器电极及其制备方法和超级电容器与流程

文档序号:12724783阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种制备超级电容器电极的方法,其特征在于,包括:

(1)将光刻胶和纳米模板材料混合,以便获得原料混合物;

(2)将所述原料混合物旋涂于衬底上,以便获得原料混合物薄膜;

(3)对所述原料混合物薄膜进行光刻处理,以便获得图形化薄膜;

(4)对所述图形化薄膜进行碳化处理,以便获得经过碳化处理的薄膜;

(5)去除所述经过碳化处理的薄膜中的所述纳米模板材料,以便获得多孔碳薄膜;

(6)对所述多孔碳薄膜作电沉积处理进行活性材料修饰,以便获得所述超级电容器电极。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述光刻胶为SU-8 2000系列光刻胶,

任选地,步骤(1)中,所述纳米模板材料为选自纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米多孔硅胶中的至少一种,

任选地,步骤(1)中,在所述原料混合物种,所述光刻胶中的有效成分和所述纳米模板材料的质量比为20~1:1,

任选地,步骤(1)包括:向所述光刻胶中加入所述纳米模板材料,并将所得到的混合物依次进行超声分散及搅拌处理,以便获得所述原料混合物。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)包括:

以200-4000转/分钟的转速,将所述原料混合物旋涂于所述衬底上,并于80~100摄氏度下,将涂覆有所述原料混合物的衬底进行前烘3~30分钟。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述光刻是通过依次对所述原料混合物薄膜进行曝光、后烘、显影和坚膜进行的,

任选地,步骤(3)包括:

(3-1)利用光刻机对所述原料混合物薄膜进行曝光,其中,所述曝光总剂量为60~3000mJ/cm2

(3-2)于80~100摄氏度下,将步骤(3-1)中得到的产品进行后烘3~30分钟;

(3-3)将步骤(3-2)中得到的产品进行显影;

(3-4)于180~220摄氏度下,将步骤(3-3)中得到的产品进行坚膜5~60分钟。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述碳化处理是于惰性气氛中,对所述图形化薄膜进行加热进行的,

任选地,步骤(4)包括:

(4-1)于所述惰性气氛中,将所述图形化薄膜加热至250~350摄氏度并保温10~120分钟;

(4-2)将步骤(4-1)得到的产品加热至600~1500摄氏度并保温10~300分钟。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(5)包括:

(5-1)利用蚀刻液,对所述经过碳化处理的薄膜中的所述纳米模板材料进行蚀刻;

(5-2)利用乙醇和去离子水的混合液,对步骤(5-1)得到的产品进行浸泡清洗,

任选地,步骤(5-1)中,所述蚀刻液为氢氟酸、水和乙醇的混合液,

任选地,基于所述蚀刻液的总体积,所述氢氟酸的体积分数为5~20%,所述乙醇的体积分数为30~80%,所述水的体积分数为15~50%。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(6)中,以含有二价锰离子的溶液作为沉积液,

任选地,所述沉积液中,所述二价锰离子的浓度不低于0.02mol/L,

任选地,步骤(6)中,所述电沉积是采用阴阳极交错的电位、周期沉积的方式进行的,

任选地,步骤(6)中,相邻两个沉积周期之间的间隔时间为60~300秒。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤(6)中,初始阴极沉积电位为-0.3~-0.5V,初始阳极沉积电位为0.2~0.5V,

任选地,步骤(6)中,每隔20~50个沉积周期,将阴极沉积电位和阳极沉积电位的幅度分别增加0.05~0.2V,

任选地,步骤(6)进一步包括:

对所述电沉积所得到的产物浸入去离子水中浸泡清洗。

9.一种超级电容器电极,其特征在于,是通过权利要求1-8中任意一项所述的方法制备的。

10.一种超级电容器,其特征在于,包含权利要求9所述的超级电容器电极。

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