[发明专利]一种高性能可喷印墨水及其制备方法以及在柔性全固态超级电容器中的应用

权利要求书

1.一种高性能可喷印墨水，其特征在于，由碳量子点、氧化石墨烯、表面活性剂以及溶剂制备而成。

2.根据权利要求1所述的高性能可喷印墨水，其特征在于，所述碳量子点与氧化石墨烯的质量比为(0.1～20):1；所述碳量子点与氧化石墨烯的总量占所述高性能可喷印墨水的质量百分比为0.1wt％～5wt％，所述表面活性剂占所述高性能可喷印墨水的质量百分比为0.01wt％～1wt％；

所述溶剂选自水、丙三醇、乙醇、丙酮、N,N二甲基甲酰胺和乙二醇丁醚的一种或多种，所述表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的高性能可喷印墨水，其特征在于，所述碳量子点按照如下方法进行制备：

在惰性气氛条件下，将含碳前驱体与碱性试剂混合进行高温活化反应，得到反应产物；

将所述反应产物分散于去离子水中，依次进行过滤、透析、蒸发和干燥，得到碳量子点。

4.根据权利要求3所述的高性能可喷印墨水，其特征在于，所述惰性气氛为氮气或氩气，所述惰性气氛的流速为100～500sccm；

所述含碳前驱体选自富勒烯，所述碱性试剂选自氢氧化钾和氢氧化钠中的一种或多种；所述含碳前驱体与碱性试剂的质量比为1：(5～50)；

所述高温活化反应的温度为300～900℃，所述高温活化反应的升温速率为5～20℃/min，所述高温活化反应的时间为3～30min；

所述过滤所用的过滤膜为聚四氟乙烯亲水膜，孔径大小0.1～3μm；

所述透析所用的透析袋的截留分子量为100～1000；

所述蒸发的温度为40～100℃；

所述干燥为冷冻干燥；

所述碳量子点的粒径为2～10nm。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述的高性能可喷印墨水的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将碳量子点和氧化石墨烯分散于溶剂中，加入表面活性剂混合搅拌后进行超声和离心得到高性能可喷印墨水。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌时间为10～60min，超声处理时间30～120min，离心速率为2000rpm～10000rpm，离心时间5～10min/次。

7.一种柔性全固态超级电容器用柔性电极，其特征在于，在柔性基底表面喷墨打印墨水后干燥得到，所述墨水为权利要求1～4任意一项所述的高性能可喷印墨水。

8.根据权利要求7所述的柔性电极，其特征在于，所述柔性基底包括打印纸、称量纸、试镜纸、宣纸和照相纸中的一种或多种。

9.一种柔性全固态超级电容器，其特征在于，包括：

以电解质层为中心，由内至外的两侧分别对称的复合有第一金属薄膜集流体和第一柔性电极，以及第二金属薄膜集流体和第二柔性电极，所述第一柔性电极和第二柔性电极为权利要求7所述的柔性电极。

10.根据权利要求9所述的柔性全固态超级电容器，其特征在于，所述第一金属薄膜集流体和第二金属薄膜集流体独立的选自铜膜、镍膜、钛膜、金膜或银膜，所述第一金属薄膜集流体和第二金属薄膜集流体的厚度为10nm～200nm；

形成所述电解质层的电解液为硫酸、聚乙烯醇和水的混合物，所述聚乙烯醇为PVA-1788，所述硫酸的质量百分比浓度为95wt％，所述硫酸、聚乙烯醇和水的质量比为1∶1：10。