[发明专利]在任意绝缘基底上制备的线型串联超级电容器

摘要

本发明公布了一种在任意绝缘基底上制备具有线型自串联结构的平面超级电容器的方法，具体为采用喷墨打印、丝网印刷、3D打印、喷涂等方法将稳定的活性物质墨水(包括石墨烯、碳纳米管、高容量聚合物和氧化物)在任意绝缘基底上制备出具有线型自串联结构的超级电容器，器件的电极材料，集流体，连接体等组成成分均通过一步打印或喷涂制得。所得的线型串联超级电容器具有高的输出电压，能够与柔性可穿戴电子产品集成作为其功率源，有广阔的市场应用前景。

主权项

1.在任意绝缘基底上制备的线型串联超级电容器，具体包括以下步骤：(1)在任意绝缘基底上，以石墨烯、碳纳米管、导电聚合物、过渡金属氧化物电极材料中的一种或二种以上作为墨水，采用涂覆、丝网印刷、打印(喷墨打印和/或3D打印)或喷涂法中的一种或二种以上一步实现电极、集流体和连接体在绝缘基底上的沉积和图案化制备；(2)所述在绝缘基底上沉积的图案具有不连续的结构，其包括至少二组以上的不连续的线段，且其中二组线段分别定义为A1、A2、…、An和B1、B2、…、Bn‑1(、Bn)，n≥2正整数，i为1～n间的任一正整数，其中线段Ai和Ai+1在线段Bi二端点连线上的投影分别形成一投影区K和L，其中二投影区K和L均不为空集(即均为一直线线段)且不相交，而对应于形成二投影区K和L的线段Ai和Ai+1上的线条分别定义为Mi和Mi+1；j为1～n间的任一正整数，其中线段Bj和Bj+1在线段Aj+1二端点连线上的投影分别形成一投影区C和D，其中二投影区C和D均不为空集(即均为一直线线段)且不相交；线段Bi在线段Bi二端点连线上的投影形成一投影区T，投影区K和L位于投影区T上，且投影区K和L间不相交(即留有间隔)，而对应于形成投影区T与投影区K和L重合部分的线段Bi上的线条分别定义为Ni和Ni+1；在绝缘基底上Mi和Ni之间区域涂覆有电解液，构成由线段Ai和线段Bi组成的超级电容器，在绝缘基底上Mi+1和Ni+1之间区域均分别涂覆有电解液，构成由线段Ai+1和线段Bi组成的超级电容器；而线段Ai和线段Bi未涂覆电解液的部分作为连接体，线段Ai和线段Bi涂覆电解液的部分作为电极和集流体；构成二个以上串联超级电容器。