技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電容器領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯超級電容器的制備方法。

背景技術(shù)：

石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為0.335nm，僅有一層碳原子，但實際上10層以內(nèi)的石墨結(jié)構(gòu)也可稱作石墨烯。而10層以上的則被稱為石墨薄膜。石墨烯的每個碳原子均為sp2雜化，并貢獻剩余一個雜化，并貢獻剩余一個p軌道電子形成π鍵，π電子可以自由移動，賦予石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)性。由于原間作用力非常強，在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生碰撞，石墨烯中的電子受到的干擾也很小。在傳輸時不易發(fā)生散射，約為硅中電子遷移率的140倍。其電導(dǎo)率可達106s/m，是常溫下導(dǎo)電性最佳的材料，可應(yīng)用到各種電子元器件的制造。

石墨烯超級電容器為基于石墨烯材料的超級電容器的統(tǒng)稱。利用石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)和出色的固有的物理特性，諸如異常高的導(dǎo)電性和大表面積，石墨烯基材料在超級電容器中的應(yīng)用具有極大的潛力。石墨烯基材料與傳統(tǒng)的電極材料相比，在能量儲存和釋放的過程中，顯示了一些新穎的特征和機制。但是，現(xiàn)有的石墨烯超級電容器對制備條件及環(huán)境要求較高，量產(chǎn)難度大、成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明的提出一種條件簡單、產(chǎn)量好、效益高的石墨烯超級電容器的制備方法。

本發(fā)明提出一種石墨烯超級電容器的制備方法，包括以下步驟：

S1、在有機薄膜上涂覆氧化石墨烯溶液，根據(jù)電容器形狀，通過x,y軸平面尋址定位，采用高能射線在氧化石墨烯上進行照射，還原出若干石墨烯超級電容器負(fù)極和負(fù)極極耳，清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯超級電容器負(fù)極；

S2、在石墨烯超級電容器負(fù)極上涂覆介電層材料，通過x,y軸平面尋址定位，采用高能射線進行照射，固化該電層材料，清洗多余的介電層材料，干燥得到介電層；

S3、在介電層上涂覆正極材料，根據(jù)電容器形狀，通過x,y軸平面尋址定位，采用高能射線進行照射，清洗多余的正極材料，干燥得到電容器正極，該電容器正極和石墨烯超級電容器負(fù)極和介電層組成石墨烯超級電容器；

S4、將有機薄膜進行卷繞切割，根據(jù)石墨烯超級電容器的形狀裁剪成型，鉚接電極，進行包裝。

優(yōu)選的，所述有機薄膜為聚二甲基硅氧烷薄膜、聚乙烯醇薄膜、PE薄膜、聚酯薄膜或涂覆水性UV樹脂的薄膜中的一種。

優(yōu)選的，所述高能射線包括激光、X射線、粒子束。

優(yōu)選的，所述涂覆操作為噴涂、印刷或旋涂。

優(yōu)選的，所述清洗操作是指用極性溶劑或有機溶劑進行清洗。

本發(fā)明的有益效果為：采用高能射線，通過可尋址技術(shù)，編程設(shè)置x、y軸的走位控制還原石墨烯的布局以及介電層和電容器正極的固化，定位準(zhǔn)確，可同時制造多塊石墨烯超級電容器，且避免有毒還原劑的使用，環(huán)保。采用大直徑卷繞設(shè)備，卷繞完成后進行裁剪，操作簡單、效率高。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步描述。

實施例一：

一種石墨烯超級電容器的制備方法，包括以下步驟：

S1、在聚二甲基硅氧烷薄膜上噴涂氧化石墨烯溶液，根據(jù)電容器形狀，通過x,y軸平面尋址定位在氧化石墨烯上進行激光刻畫，還原出若干石墨烯超級電容器負(fù)極和負(fù)極極耳，用去離子水清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯超級電容器負(fù)極；

S2、在石墨烯超級電容器負(fù)極上噴涂介電層材料，通過x,y軸平面尋址定位進行激光固化，清洗多余的介電層材料，干燥得到介電層；

S3、在介電層上噴涂正極材料，根據(jù)電容器形狀，通過x,y軸平面尋址定位進行激光固化，清洗多余的正極材料，干燥得到電容器正極，該電容器正極和石墨烯超級電容器負(fù)極和介電層組成石墨烯超級電容器；

S4、將聚二甲基硅氧烷薄膜進行卷繞切割，根據(jù)石墨烯超級電容器的形狀裁剪成型，鉚接電極，進行包裝。

實施例二：

一種石墨烯超級電容器的制備方法，包括以下步驟：

S1、在聚乙烯醇薄膜上旋涂氧化石墨烯溶液，根據(jù)電容器形狀，通過x,y軸平面尋址定位，采用X射線在氧化石墨烯上進行照射，還原出若干石墨烯超級電容器負(fù)極和負(fù)極極耳，清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯超級電容器負(fù)極；

S2、在石墨烯超級電容器負(fù)極上旋涂介電層材料，通過x,y軸平面尋址定位，采用X射線進行照射，固化該電層材料，清洗多余的介電層材料，干燥得到介電層；

S3、在介電層上旋涂正極材料，根據(jù)電容器形狀，通過x,y軸平面尋址定位，采用X射線進行照射，清洗多余的正極材料，干燥得到電容器正極，該電容器正極和石墨烯超級電容器負(fù)極和介電層組成石墨烯超級電容器；

S4、將聚乙烯醇薄膜進行卷繞切割，根據(jù)石墨烯超級電容器的形狀裁剪成型，鉚接電極，進行包裝。

實施例三：

一種石墨烯超級電容器的制備方法，包括以下步驟：

S1、在聚酯薄膜上印刷氧化石墨烯溶液，根據(jù)電容器形狀，通過x,y軸平面尋址定位，采用粒子束在氧化石墨烯上進行照射，還原出若干石墨烯超級電容器負(fù)極和負(fù)極極耳，清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯超級電容器負(fù)極；

S2、在石墨烯超級電容器負(fù)極上印刷介電層材料，通過x,y軸平面尋址定位，采用粒子束進行照射，固化該電層材料，清洗多余的介電層材料，干燥得到介電層；

S3、在介電層上印刷正極材料，根據(jù)電容器形狀，通過x,y軸平面尋址定位，采用粒子束進行照射，清洗多余的正極材料，干燥得到電容器正極，該電容器正極和石墨烯超級電容器負(fù)極和介電層組成石墨烯超級電容器；

S4、將聚酯薄膜進行卷繞切割，根據(jù)石墨烯超級電容器的形狀裁剪成型，鉚接電極，進行包裝。

上述優(yōu)選實施方式應(yīng)視為本申請方案實施方式的舉例說明，凡與本申請方案雷同、近似或以此為基礎(chǔ)作出的技術(shù)推演、替換、改進等，均應(yīng)視為本專利的保護范圍。