[发明专利]一种柔性可拉伸微型超级电容器的制备方法

权利要求书

1.一种柔性可拉伸微型超级电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用建模软件，设计叉指状电极图案；

2)利用3D打印机，以聚乳酸丝材为原料，打印出叉指状电极模具，所述模具由底板和外壁两部分组成，所述底板上有凸起构成的叉指状电极图案；

3)将硅橡胶与交联剂混合均匀，注入步骤2)所得模具中固化成型，得到硅橡胶基叉指状电极模板，所述模板表面具有凹槽构成的叉指状电极图案；

4)在步骤3)所得硅橡胶基指状电极模板的凹槽中通过滴涂工艺依次沉积银集流体、Bi₂O₃/CNT活性物质和银集流体，得到叉指状电极；

5)步骤4)所得叉指状电极的叉指部分涂抹电解质，电极两端连接铜片，PET膜进行过塑封装，即得柔性可拉伸微型超级电容器。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中凸起构成的叉指状电极图案中凸出高度为0.2-0.8mm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，聚乳酸丝材的线粗1.5-2mm；3D打印参数为：打印层高为0.1mm，打印精度为0.1mm，填充类型为网格，填充密度为100％，打印温度为150℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，将混合好的硅橡胶和交联剂注入模具中，并置于真空环境下30-50min，待气泡完全去除后，于75-125℃下保温5-8小时进行固化，最后将固化好的硅橡胶从底板上剥离，得到硅橡胶基叉指状电极模板。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，在凹槽中通过滴涂工艺依次沉积银集流体、Bi₂O₃/CNT活性物质和银集流体的具体步骤为：在凹槽底部中滴加导电银浆，然后干燥，重复多次至凹槽底部被银完全覆盖，继续在凹槽中滴加Bi₂O₃/CNT的乙醇分散浆料，然后干燥，重复多次至Bi₂O₃/CNT活性物质到达所需厚度，最后在Bi₂O₃/CNT活性物质表面继续滴加导电银浆，然后干燥，重复多次至形成银集流体覆盖层将Bi₂O₃/CNT活性物质完全覆盖。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述Bi₂O₃/CNT的乙醇分散浆料中，Bi₂O₃和CNT质量比为4.66:1-5，Bi₂O₃/CNT的浓度为20-40mg/ml；导电银浆为纳米银在乙酸乙酯中的分散液，浓度为5-20mg/ml。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述Bi₂O₃/CNT的乙醇分散浆料的制备为：以硝酸铋和羧基化碳纳米管为原料，利用水热法，将Bi₂O₃纳米片负载于羧基化CNT上，退火处理，得到Bi₂O₃/CNT复合物，然后分散于乙醇中得到Bi₂O₃/CNT的乙醇分散浆料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述羧基化碳纳米管制备为：将多壁碳纳米管在体积比为3：1的浓硫酸和浓硝酸混合液中分散，在85-95℃冷凝加热回流2-3h，冷却后洗涤至中性，即得羧基化碳纳米管。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述干燥为自然晾干或30-60℃烘干。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中，电解质为聚乙烯醇/氢氧化钾导电凝胶，其中PVA的浓度为0.1-0.125g/ml，KOH的浓度为1-2mol/L。