[发明专利]一种石墨烯薄膜电极及其制备方法、表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜叉指电极、电容器

权利要求书

1.一种石墨烯薄膜电极，其特征在于，包括电极基底；

复合在所述电极基底上的石墨烯薄膜；

复合在所述石墨烯薄膜上的金属薄膜；

所述石墨烯薄膜为多层石墨烯片层组成；

所述多层石墨烯片层由单层石墨烯片层层叠后得到；

所述石墨烯薄膜电极的制备方法，包括以下步骤：

a）将生长在金属基底上的单层石墨烯片层复合在柔性衬底上，通过刻蚀溶液去除金属基底后，得到中间品；

b）将上述步骤得到的中间品上的单层石墨烯片层转移至电极基底上，得到复合有石墨烯薄膜的电极基底；

所述转移包括多次转移；

c）在上述步骤得到的复合有石墨烯薄膜的电极基底的石墨烯薄膜上沉积金属薄膜，得到石墨烯薄膜电极。

2.根据权利要求1所述的薄膜电极，其特征在于，所述多层石墨烯片层的层数为2~100层；

所述石墨烯薄膜的厚度为1~200 nm；

所述石墨烯薄膜为具有图案化的石墨烯薄膜；

所述石墨烯薄膜的面积为0.5~900 cm²；

所述层叠的单层石墨烯片层之间的层间距为0.5~1.5 nm。

3.根据权利要求1所述的薄膜电极，其特征在于，所述电极基底的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚丙烯、硅/二氧化硅晶片和玻璃中的一种或多种；

所述电极基底的厚度为1~500 μm；

所述金属薄膜的材质包括金、银、铂、镍和钛中的一种或多种构成的合金；

所述金属薄膜包括多层金属薄膜；

所述金属薄膜的厚度为20~50 nm；

所述金属薄膜为具有图案化的金属薄膜。

4.根据权利要求1所述的薄膜电极，其特征在于，所述生长的方式包括化学气相沉积和/或外延生长法；

所述金属基底的材质包括铜、镍、锰和钴中的一种或多种构成的合金；

所述刻蚀溶液包括过硫酸铵溶液、三氯化铁溶液、盐酸/双氧水溶液和硝酸溶液中的一种或多种；

所述复合的方式包括机械压合、静电力吸附和物理吸附中的一种或多种；

所述柔性衬底为贴有压敏胶的柔性衬底；

所述柔性衬底为聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底。

5.根据权利要求1所述的薄膜电极，其特征在于，所述转移的方式为贴合；

所述贴合的压力为0.01~0.5 MPa；

所述转移时间为10~50 min；

所述转移的温度为80~140℃；

所述多次转移的次数为2~100次；

所述沉积的方式包括离子溅射和/或热蒸发镀膜。

6.一种叉指电极，其特征在于，由权利要求1~5任意一项所述的薄膜电极经激光刻写后形成。

7.根据权利要求6所述的叉指电极，其特征在于，所述激光刻写的功率为0.5~4 W；

所述激光刻写的线性写取速度为50~400 mm/s；

所述叉指电极的叉指结构单体宽度为50~400 μm；

所述叉指电极的叉指数量为10~2000个。

8.一种电容器，其特征在于，由固态电解液涂覆在权利要求6~7任意一项所述的叉指电极上得到。

9.根据权利要求8所述的电容器，其特征在于，所述电容器包括全固态超级电容器或滤波电容器；

所述固态电解液包括聚乙烯醇/硫酸电解液、聚乙烯醇/磷酸电解液、聚乙烯醇/氢氧化钾电解液和聚乙烯醇/氯化锂电解液中的一种或多种。

10.根据权利要求8所述的电容器，其特征在于，所述电容器包括柔性全固态电容器。