一种柔性电极、电容器及制备方法与流程

文档序号:23621005发布日期:2021-01-12 10:31阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种柔性电极,其特征在于,包括电化学功能材料(8)和pu-cnt导电薄膜基底(9),所述电化学功能材料(8)分布在pu-cnt导电薄膜基底(9)上;pu-cnt导电薄膜基底(9)包括pu薄膜基底(6)和cnt导电网络(7),pu薄膜基底(6)为网状结构,pu薄膜基底(6)的纤维表面分布碳纳米管,分布在pu薄膜基底(6)上的碳纳米管构成所述cnt导电网络(7)。

2.根据权利要求1所述的一种柔性电极,其特征在于,所述电化学功能材料(8)包括过渡金属氧化物、层状双金属氢氧化物和导电聚合物。

3.根据权利要求1所述的一种柔性电极,其特征在于,以质量百分数计,柔性电极中,cnt导电网络(7)的含量为2%-5%,电化学功能材料(8)的含量为8%-10%。

4.权利要求1-3任意一项所述柔性电极的制备方法,其特征在于,包括如下过程:

通过静电纺丝法制备所述pu薄膜基底(6);

通过超声空化制备嵌入pu薄膜基底(6)的cnt导电网络(7),形成pu-cnt导电薄膜基底(9);

通过电化学沉积法将电化学功能材料(8)负载在pu-cnt导电薄膜基底(9)上,得到所述柔性电极。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,静电纺丝前驱液中含有质量分数为20%~30%的pu,静电纺丝前驱液中的溶剂采用质量比为1:1的二甲基甲酰胺和丙酮混合液。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,静电纺丝方法制备所述pu薄膜基底(6)时,静电纺丝工作电压为8~12kv,纺丝针头到纤维收集器的距离为8~15cm,纺丝针头出口的流量为0.1~100ml/h。

7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,超声空化前驱液为碳纳米管溶液,超声空化的功率为300~380w,时间为20~30min。

8.一种电容器,其特征在于,包括凝胶电解质隔层(2)、电极引出线(3)、pi柔性封装保护层(4)和权利要求1-3任意一项所述的柔性电极(1),凝胶电解质隔层(2)具备可拉伸性能,凝胶电解质隔层(2)的两表面均粘结有柔性电极(1),柔性电极(1)与凝胶电解质隔层(2)组成三明治超级电容器结构,三明治超级电容器结构的两表面均贴附有柔性封装保护层(4),凝胶电解质隔层(2)两侧的柔性电极(1)均连接有电极引出线(3)。

9.根据权利要求8所述的一种电容器,其特征在于,凝胶电解质隔层(2)采用pva-h2so4凝胶电解质隔层。

10.权利要求8或9所述电容器的制备方法,其特征在于,包括如下过程:

在柔性电极(1)上连接电极引出线(3);

将凝胶电解质均匀涂抹于柔性电极(1)表面,将两片大小相同的柔性电极(1)面对面组装形成三明治电极结构,柔性封装保护层(4)包裹在三明治电极结构外部,然后进行压制,压制时,压强为10mpa~1gpa,时间为15~60分钟。


技术总结
本发明属于微纳制造与新能源领域,公开一种柔性电极、电容器及制备方法,柔性电极中,电化学功能材料分布在PU‑CNT导电薄膜基底上;PU‑CNT导电薄膜基底包括PU薄膜基底和CNT导电网络,PU薄膜基底为网状结构,PU薄膜基底的纤维表面分布碳纳米管,分布在PU薄膜基底上的碳纳米管构成所述CNT导电网络。电容器中,凝胶电解质隔层的两表面均粘结有柔性电极,柔性电极与凝胶电解质隔层组成三明治超级电容器结构,三明治超级电容器结构的两表面均贴附有柔性封装保护层,凝胶电解质隔层两侧的柔性电极均连接有电极引出线。本发明的柔性电极具有出色的延展性能,能够提高电容器的柔性,进而使得柔性可穿戴设备具有优良的柔性。

技术研发人员:罗国希;张乾坤;陈科;周文科;赵立波;蒋庄德
受保护的技术使用者:西安交通大学
技术研发日:2020.09.21
技术公布日:2021.01.12
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