[发明专利]三维纳米线状孔碳材料以及高电压微型超级电容器的制作工艺

权利要求书

1.三维纳米线状孔碳材料的高电压微型超级电容器的制作工艺，所述的三维纳米线状孔碳材料的厚度在2-4μm，其上存在有纳米线状大孔，纳米线状大孔的直径为80-120nm，纳米线状大孔相互搭接形成网络结构，所述的纳米线状大孔的孔槽内有大小2-5nm的介孔以及2nm以下的微孔，其中纳米线状大孔由氧化锌纳米线还原蒸发产生，介孔与微孔在纳米线状大孔管壁上由氧化锌纳米线活化产生，包括有以下步骤：

(1)采用超声搅拌方法将氧化锌纳米线均匀分散在光刻胶内；

(2)利用紫外光刻技术对所得的光刻胶/氧化锌纳米线进行紫外光刻、显影微加工，获得图案化微结构；

(3)对所得复合材料进行高温烧结，制得三维纳米线状孔碳材料微电极；高温烧结的方法是氮气气氛保护下，以2-5℃/min速率升温至300℃，保温30分钟，再升温至900-1000℃，保温1-3小时，最终温度超过金属锌的沸点而使其蒸发；

(4)使用氯化锂-聚乙烯醇凝胶状电解质，高浓度双三氟甲烷磺酰亚胺锂水溶液作为电解液，组装高电压微型超级电容器。

2.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征是步骤1)所述的氧化锌纳米线直径为80-120nm，长度为5-10微米。

3.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于步骤2)在光刻胶内添加了质量分数为5％-20％的氧化锌纳米线。

4.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于所述的氧化锌纳米线是采用水热法制备，包括有以下步骤：

1)将0.2-0.6g氯化锌与20g碳酸钠加入到30-50ml去离子水中，混合搅拌；

2)将溶液加入到反应容器内，在100-120℃下进行水热反应8-12小时，冷却后，离心洗涤得到氧化锌纳米线。

5.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于双三氟甲烷磺酰亚胺锂水溶液浓度为10-21mol/kg。

6.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于配制氯化锂-聚乙烯醇凝胶状电解质的方法是：将1-3mol氯化锂与1-3g的聚乙烯醇在10-30mL去离子水中混合均匀，加热至80℃并混合搅拌2小时后冷却，即可得到氯化锂-聚乙烯醇凝胶状电解质；所述的高浓度双三氟甲烷磺酰亚胺锂水溶液的配制方法是：按10-21mmol/mL比例向去离子水中加入双三氟甲烷磺酰亚胺锂，混合搅拌均匀后获得电解液。

7.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于所述的高电压微型超级电容器的电压窗口达到2.5V。