[发明专利]一种导电聚合物修饰的超级电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种导电聚合物修饰的超级电容器，包括硅基片和设置于硅基片中的若干个微型电容器；

所有微型电容器具有相同的结构；每个微型电容器包括一对设置于硅基片中的微型凹槽，两个微型凹槽之间具有一个隔离柱，所述隔离柱的高度低于微型凹槽的深度；两个微型凹槽的槽壁沉积有金属电极层，金属电极层表面沉积有导电聚合物薄膜；沉积了金属电极层和导电聚合物薄膜的两个微型凹槽分别作为微型电容器的阴极和阳极；两个微型凹槽内部灌注电解液后密封封装于硅基片内部；

所有微型电容器相互并联，形成超级电容器；或者先由相同数量的微型电容器相互串联，形成一个串联支路；再由若干个串联支路相互并联，形成超级电容器。

2.根据权利要求1所述的导电聚合物修饰的超级电容器，其特征在于，所述金属电极层材料为金属镍、铝、铂或钛。

3.根据权利要求1所述的导电聚合物修饰的超级电容器，其特征在于，所述导电聚合物薄膜为聚苯胺薄膜、聚吡咯薄膜或聚噻吩薄膜。

4.根据权利要求1所述的导电聚合物修饰的超级电容器，其特征在于，所述电解液为0.5～1mol/L的H₂SO₄、0.5~1mol/L的H₃PO₄、1~3mol/L的NaNO₃或0.5～1mol/L的KOH水溶液。

5.一种导电聚合物修饰的超级电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：采用两片形状和大小相同的硅基片，在每片硅基片上相同的区域刻蚀若干对微型凹槽，每对微型凹槽之间具有相同的隔离柱；

步骤2：将两片硅基片的微型凹槽面对面地对准，并键合，得到若干对封闭于硅材料中的微型凹槽；

步骤3：将每对微型凹槽外加该对微型凹槽之间的隔离柱所对应的整体区域上方的硅材料刻蚀掉，使得每对微型凹槽之间的隔离柱的高度低于微型凹槽的深度；

步骤4：在所有微型凹槽内壁沉积金属电极层，并用金属导线引出；

步骤5：在步骤4所得金属电极层表面沉积导电聚合物薄膜；

步骤6：在微型凹槽内灌注电解液，然后密封封装；密封封装后的每一对微型凹槽形成一个微型电容器；

步骤7：所有微型电容器相互并联，形成超级电容器；或者先由相同数量的微型电容器相互串联，形成一个串联支路；再由若干个串联支路相互并联，形成超级电容器。

6.根据权利要求5所述的导电聚合物修饰的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述金属电极层材料为金属镍、铝、铂或钛。

7.根据权利要求5所述的导电聚合物修饰的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述导电聚合物薄膜为聚苯胺薄膜、聚吡咯薄膜或聚噻吩薄膜。

8.根据权利要求5所述的导电聚合物修饰的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述电解液为0.5～1mol/L的H₂SO₄、0.5～1mol/L的H₃PO₄、1~3mol/L的NaNO₃或0.5～1mol/L的KOH水溶液。

9.根据权利要求5所述的导电聚合物修饰的超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤5在金属电极层表面沉积导电聚合物薄膜的具体方法是：首先将三氯化铁或对甲基苯磺酸铁氧化剂、硬脂酸辅助成膜剂、三氯甲烷溶剂按2∶1∶10的比例混合均匀，然后用微量注射器将混合液铺展于亚相（去离子水）上；然后采用提拉工艺，在金属电极层表面得到一层几十到几百纳米厚的氧化剂薄膜；最后将氧化剂薄膜浸在苯胺单体、吡咯单体或噻吩单体中，30分钟后取出烘干，并用乙醇冲洗干净，便在金属电极上得到一层导电聚合物薄膜。