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青岛科技大学高健获国家专利权

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龙图腾网获悉青岛科技大学申请的专利一种激光诱导的具有维度转变的微型超级电容器的制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115424873B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210844259.9,技术领域涉及:H01G11/86;该发明授权一种激光诱导的具有维度转变的微型超级电容器的制备方法是由高健;朱晓东;张永超;任彩云;张可琦;路嘉兴设计研发完成,并于2022-07-18向国家知识产权局提交的专利申请。

一种激光诱导的具有维度转变的微型超级电容器的制备方法在说明书摘要公布了:本发明具体涉及一种激光诱导的具有维度转变的微型超级电容器的制备方法,属于微型储能器件领域。本发明借助简单的激光还原方法,在微型超级电容器塑形加工的过程中,利用激光余热一步制备具有三维结构的MXene‑rGO基微型复合薄膜电极。利用激光还原氧化石墨烯过程产生大量焓变引发多级反应,引起电极材料片层的“爆开”,实现薄膜电极由二维结构向三维结构转变。同时MXene与石墨烯片子之间存在异质薄膜粘接作用,有效防止电极材料在维度转变过程对三维结构的破坏。激光还原得到的MXene‑rGO薄膜提供了离子快速传输通道和充足储能活性位点,使得MXene‑rGO微型超级电容器性能得到有效提升。方法操作简单,重复性好,精确度高。可实现任意形式的集成,实现不同电压、电流输出。

本发明授权一种激光诱导的具有维度转变的微型超级电容器的制备方法在权利要求书中公布了:1.一种激光诱导的具有维度转变的微型超级电容器的制备方法,其特征在于,所述方法,包括以下步骤:步骤1.利用Hummers法和氢氟酸刻蚀的方法分别制备氧化石墨烯和MXene分散液;备用,其中,MXene分散液的浓度为15mgmL,氧化石墨烯的浓度为5~15mgmL,MXene与氧化石墨烯的质量之比为1:0.5~3;首先将氧化石墨烯与MXene在低温下超声、搅拌、混合均匀,利用真空抽滤获得MXene与氧化石墨烯的MXene-GO复合薄膜,随后将抽滤好的MXene-GO复合薄膜在氩气环境下,自然晾干,即得到MXene-GO复合薄膜;其中,将氧化石墨烯与MXene超声的功率控制在70%~100%、搅拌时间为2~4h;温度控制在10~15℃;步骤2.将MXene-GO复合薄膜从水系滤膜上剥离并转移到较硬的基底上,借助激光,一步式将氧化石墨烯还原并构建出叉指状微电极:激光设置的参数不同得到的电极材料的还原程度不同,将电极材料放在激光工作区域内,进行定位、调焦、标刻;激光标刻的参数设置为速度100~300mms和500~800mms,频率30~50KHz,Q脉冲宽度10~30μs;在氩气气氛下对电极材料进行标刻1~5次,得到具有三维结构的叉指微电极;步骤3.将得到的叉指电极转移到聚酰亚胺基底上;滴加离子液体作为电解质,并用固态电解质薄膜进行覆盖,以铜箔作为引出导线,用导电银胶对电极材料与铜箔进行连接,然后利用绿油固化,塑封后即得到了激光诱导的具有三维结构的高能量密度的微型超级电容器;其中,激光还原后得到的叉指电极由4~10个叉指交叉组成,每根叉指的宽度为400~700μm,长度为5~10mm;叉指与叉指之间的间距为100~400μm;构建出叉指电极之后,为了控制每根叉指之间的间距不变,采用具有一定厚度的胶带进行粘贴转移;采用的胶带为聚酰亚胺胶带,聚酰亚胺胶带的厚度为150~250μm;离子液体电解质为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐;固态电解质薄膜为PVDF-HFP-IL;其中,具有三维结构的微型超级电容器是任意形状或任意形式进行集成;所需设计的线路使用镭杰明绘图软件进行绘制,通过激光直接标一步式得到还原的具有三维结构的叉指微电极;任意形状和任意集成的三维微型超级电容器的组装方法均一致,均将微电极及微电极阵列转移到聚酰亚胺基地上,以铜箔为引出导线,导电银胶为电极材料与铜箔之间的粘结剂,利用绿油固化密封,补充电解质,用塑封膜进行封装。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人青岛科技大学,其通讯地址为:266000 山东省青岛市崂山区松岭路99号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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