[发明专利]激光诱导MnO2

说明书

本发明公开了一种激光诱导MnO₂和石墨烯微型超级电容器及制造方法；该方法包括：在氯化锰溶液中浸泡制备微型超级电容器所需的聚酰亚胺薄膜；将浸泡完成的所述聚酰亚胺薄膜粘合于硬质衬底上，对粘合衬底进行干燥处理，并从干燥好的所述粘合衬底上分离得到干燥好的聚酰亚胺薄膜；使用激光在干燥好的聚酰亚胺薄膜上诱导出微型超级电容的电极图案，得到电容电极；所述电容电极的材质包括MnO₂和石墨烯；基于所述电容电极制备固态的电解质，得到制备完成的微型超级电容器。本发明可以提高微型超级电容器的电极材料的储能性能，且工艺简单、图形化效率高、衬底选择性强，具有大规模集成化批量生产的前景。

技术领域

本发明属于微纳器件制造领域，具体涉及一种激光诱导MnO₂和石墨烯微型超级电容器及制造方法。

背景技术

随着可穿戴便携式电子器件的蓬勃发展，微型的储能器件的应用需求与日俱增。超级电容器由于具有功率密度高、充放电速度快、可集成化、功能化等优点引起了广泛的关注。传统的柔性全固态超级电容器，由于其三明治结构具有一定的厚度、柔性较差等诸多问题，限制了其在更多领域的应用。平面微型超级电容器的发现，很好的解决了传统超级电容器的不足。其平面化、图案化等优点，极大的减小了器件的厚度，同时还具备良好的柔性与稳定性，拓宽了其应用领域。

现有技术中，微型超级电容器的制备方式有很多，如静电纺丝、光刻、 3D打印等。但这些制造方法过于复杂、制备周期长、转移过程会引入不必要的杂质，对于大批量生产等要求无法实现。目前，激光诱导石墨烯在微型超级电容器的制备上表现十分亮眼，充分利用了石墨烯与平面结构的优势。然而，目前的激光诱导石墨烯基微型超级电容器的电极材料的储能性能较低。

发明内容

为了提高微型超级电容器的电极材料的储能性能，本发明提供了一种激光诱导MnO₂和石墨烯微型超级电容器及制造方法。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种激光诱导MnO₂和石墨烯微型超级电容器的制造方法，包括：

在氯化锰溶液中浸泡制备微型超级电容器所需的聚酰亚胺薄膜；

将浸泡完成的所述聚酰亚胺薄膜粘合于硬质衬底上，对粘合衬底进行干燥处理，并从干燥好的所述粘合衬底上分离得到干燥好的聚酰亚胺薄膜；

使用激光在干燥好的聚酰亚胺薄膜上诱导出微型超级电容的电极图案，得到电容电极；所述电容电极的材质包括MnO₂和石墨烯；

基于所述电容电极制备固态的电解质，得到制备完成的微型超级电容器。

可选地，所述氯化锰溶液为氯化锰酒精溶液；所述氯化锰酒精溶液中，每毫升酒精包含有0.2g～0.67g的氯化锰。

可选地，所述对粘合衬底进行干燥处理，包括：将所述粘合衬底在50℃～70℃的温度下干燥不少于3分钟；

所述从干燥好的所述粘合衬底上分离得到干燥好的聚酰亚胺薄膜，包括：从干燥好的所述粘合衬底上分离出所述聚酰亚胺薄膜，并在室温下干燥不少于5分钟，得到干燥好的聚酰亚胺薄膜。

可选地，所述硬质衬底包括：二氧化硅衬底、蓝宝石衬底或玻璃衬底。

可选地，所述微型超级电容器，包括：叉指型超级电容器；

所述基于所述电容电极制备固态的电解质，得到制备完成的微型超级电容器，包括：

将凝胶状的电解质材料覆盖于所述聚酰亚胺薄膜上的电容电极之上，待所述电解质材料凝固后，得到制备完成的微型超级电容器。

可选地，所述微型超级电容器，包括：三明治结构的超级电容器；