一种基于二维材料的全固态柔性超级电容器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114937560A(43)申请公布日2022.08.23(21)申请号202210645625.8(22)申请日2022.06.08(71)申请人河南农业大学地址450002河南省郑州市金水区文化路95号(72)发明人王栋郭荣男丁攀夏月庆周培林张秀丽魏子键王天汉(74)专利代理机构郑州优盾知识产权代理有限公司41125专利代理师孙诗雨(51)Int.Cl.H01G11/24(2013.01)H01G11/30(2013.01)H01G11/86(2013.01)H01G11/56(2013.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于二维材料的全固态柔性超级电容器及其制备方法(57)摘要本发明提出了一种基于二维材料的全固态柔性超级电容器及其制备方法，用以解决柔性电容器比电容低、力学性能差的技术问题。所述全固态柔性超级电容器包括两个复合电极，两个复合电极之间设有固体电解质，复合电极包括铅锡合金基底和生长在铅锡合金基底上的二维PbSe/SnSe异质结，二维PbSe/SnSe异质结和固体电解质相邻。本发明采用化学气相沉积法在铅锡合金表面沉积二维PbSe/SnSe异质结材料；将两片沉积有二维PbSe/SnSe异质结的铅锡合金对称放置且中间加装固体电解质，制备得到全固态柔性超级电容器。本发明制备的电容器通过提高电极活性材料的比表面积和电子转移速率，提高了电容器的力学性能和电化学性能。CN114937560ACN114937560A权利要求书1/1页1.一种基于二维材料的全固态柔性超级电容器，其特征在于，包括对称设置的两个复合电极，两个复合电极之间设有固体电解质，所述复合电极包括铅锡合金基底和生长在铅锡合金基底上的二维PbSe/SnSe异质结，二维PbSe/SnSe异质结和固体电解质相邻。2.权利要求1所述的基于二维材料的全固态柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤为：采用化学气相沉积法在铅锡合金表面沉积二维PbSe/SnSe异质结材料；将两片沉积有二维PbSe/SnSe异质结的铅锡合金对称放置且中间加装固体电解质，制备得到全固态柔性超级电容器。3.根据权利要求2所述的基于二维材料的全固态柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，所述化学气相沉积法的工艺为：将铅锡合金和硒粉前驱体分别置于管式炉中，铅锡合金和硒粉间隔放置，在惰性气体氛围中对管式炉执行加热、保温、冷却程序。4.根据权利要求3所述的基于二维材料的全固态柔性超级电容器的制备方法，其特征在于：所述铅锡合金粉末中锡质量占比为50‑70%。5.根据权利要求4所述的基于二维材料的全固态柔性超级电容器的制备方法，其特征在于：所述铅锡合金和硒粉的质量比为1：（1‑2）。6.根据权利要求5所述的基于二维材料的全固态柔性超级电容器的制备方法，其特征在于：所述固体电解质为PVA/KOH凝胶电解质、聚丙烯腈凝胶电解质或聚氧乙烯凝胶电解质。7.根据权利要求2‑6任意一项所述的基于二维材料的全固态柔性超级电容器的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氩气或氮气，惰性气体流量为20‑30sccm。8.根据权利要求7所述的基于二维材料的全固态柔性超级电容器的制备方法，其特征在于：所述铅锡合金和硒粉之间的距离为30‑50mm。9.根据权利要求8所述的基于二维材料的全固态柔性超级电容器的制备方法，其特征在于：所述加热程序中终止温度为200‑280℃。10.根据权利要求9所述的基于二维材料的全固态柔性超级电容器的制备方法，其特征在于：所述保温时间为10‑30min。2CN114937560A说明书1/5页一种基于二维材料的全固态柔性超级电容器及其制备方法技术领域[0001]本发明属于超级电容器的技术领域，尤其涉及一种基于二维材料的全固态柔性超级电容器及其制备方法。背景技术[0002]随着科技的发展，各行各业对柔性可穿戴电子产品需求的日益增长，这刺激了对微型储能系统的需求。微型超级电容器具有功率密度高、充放电速率快、寿命长、安全性好等优点，被认为是下一代电子器件的潜在发展方向之一。[0003]二维材料是一种可缩小到原子厚度的层状材料，其单层平面内通过较强的共价键结合在一起，层间是弱的分子键（范德华力）连接，自从2004年Geim和Novoselov利用简单的胶带法（微机械剥离法）获得了石墨烯，并对其相关物理性质进行了研究，证明了二维材料在室温下是可以稳定存在的，引发了世界范围内的研究热潮（相关研究在2010年获得诺贝尔物理学奖）。石墨烯是一种以sp2杂化的单层碳原子具有二维蜂窝状结构的材料，具有高的载流子迁移率和良好的柔韧性，已经表现出优异的电学、力学等性能。除石墨烯外，常见的二维材料还包括二维过渡金属硫化物(TMDCs)MoS2、M