[发明专利]一种微型非对称超级电容器的制备方法、微型非对称超级电容器及其应用

权利要求书

1.一种微型非对称超级电容器的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（a）将基底清洗干净，随后在基底表面沉积金纳米颗粒，形成金基底；

（b）将二氧化锰碳复合材料、导电炭黑、粘结剂混合均匀形成正极浆料，采用丝网印刷的方法将所述正极浆料打印在所述金基底上形成正极部分，干燥；所述二氧化锰碳复合材料为纳米花状的MnO₂，其制备过程如下：将GO水悬浮液加入到去离子水中，再加入KMnO₄和尿素进行搅拌得到第一溶液，将所述第一溶液转移到110-130℃的高压釜中进行水热反应10-14h，然后再进行洗涤、干燥得到所述纳米花状的MnO₂；

（c）将氮化钒纳米线、导电炭黑、粘结剂混合均匀形成负极浆料，采用丝网印刷的方法将所述负极浆料打印在所述金基底上形成负极部分，干燥；所述氮化钒纳米线的制备过程如下：将偏钒酸铵溶去离子水和乙醇中，并调节PH至1-3，得到第二溶液，将所述第二溶液转移到170-190℃高压反应釜中进行水热反应20-28h，反应结束后冷却、洗涤并干燥得到纳米带状VO₂，将所述纳米带状VO₂在纯NH₃中在550-650℃下退火2-4小时，从而得到所述氮化钒纳米线；

（d）将丙烯酰胺单体与淀粉进行原位聚合形成PAM凝胶，将所述PAM凝胶浸入MgSO₄电解质中达到离子平衡，从而形成基于镁离子的PAM凝胶电解质；

（e）将所述PAM凝胶电解质涂敷在金基底上形成的正极部分和负极部分之间，将步骤（b）中的正极、步骤（c）中的负极分别通过铜导电胶带引出，从而形成微型非对称超级电容器；

打印在所述金基底上的所述二氧化锰碳复合材料和打印在所述金基底上的所述氮化钒纳米线的质量比为1:1.7-2.3。

2.根据权利要求1所述微型非对称超级电容器的制备方法，其特征在于，步骤（d）中，所述原位聚合的具体步骤如下：将淀粉溶解在去离子水中，100℃搅拌1-2h，冷却后，再加入丙烯酰胺单体、引发剂过硫酸铵和N，N'-亚甲基双丙烯酰胺，室温搅拌，真空下除去表面气泡后倒入模具中并在70-90℃下加热1-2h，得到所述PAM凝胶。

3.根据权利要求1所述微型非对称超级电容器的制备方法，其特征在于：步骤（a）中，所述基底为选自聚酰亚胺、聚酯和A4纸中的一种。

4.一种如权利要求1-3中任一所述微型非对称超级电容器的制备方法制备得到的微型非对称超级电容器。

5.一种如权利要求4所述微型非对称超级电容器在柔性自供电能量单元上的应用。

6.根据权利要求5所述微型非对称超级电容器在柔性自供电能量单元上的应用，其特征在于：将所述微型非对称超级电容器置于柔性硅太阳能电池的背面，将两者固定，用铜导电胶带将微型非对称超级电容器的正极与负极引出，分别与柔性硅太阳能电池的负极与正极相连接，再将整个器件通过塑封膜进行封装，从而形成柔性自供电能量单元。

7.根据权利要求6所述微型非对称超级电容器在柔性自供电能量单元上的应用，其特征在于：所述柔性硅太阳能电池为非晶硅薄膜太阳能电池。