[发明专利]一种二硫化钼/石墨烯非对称微型超级电容器的制备方法

说明书

本发明公开了一种二硫化钼/石墨烯非对称微型超级电容器的制备方法，包括如下步骤：(a)将薄层褶皱二硫化钼粉体、还原氧化石墨烯分别分散在混合醇溶剂中分别得到二硫化钼墨水、石墨烯墨水；(b)分别将二硫化钼墨水和石墨烯墨水放置于喷墨打印机的墨盒中，分别打印出二硫化钼微型电极、石墨烯微型电极；(c)将二硫化钼微型电极、石墨烯微型电极同时置于中性电解液中，形成二硫化钼/石墨烯非对称微型超级电容器。本发明采用高薄层率的薄层褶皱二硫化钼粉体制备墨水，喷墨打印出的电极精度高，性能优，对环境友好无污染，非对称微型超级电容器器件电化学性能好，能实现较宽稳定电压视窗，精度高，适于工业化规模生产。

技术领域

本发明涉及一种二硫化钼/石墨烯非对称微型超级电容器的制备方法。

背景技术

随着5G时代的到来，电子产品的智能、时尚美观、柔性便携可穿戴，已经逐渐成为最新发展趋势，包括柔性OLED显示、折叠屏手机及电子服装等概念产品，已经逐渐进入消费市场。尽管市场推出的新款手机屏幕可以弯曲折叠，然而其能量存储器件仍然采用传统的块体锂离子电池，体积大、质量重而且不可弯曲；对于其他概念的可穿戴可弯曲电子产品，缺少高能量密度的可弯曲能量存储器件，仍是限制其商业化应用的主要瓶颈。超级电容器，作为一种电化学能量存储设备，以其高功率密度及超长的循环充放电寿命(100,000次)、使用可靠性等著称，微型超级电容器是柔性可穿戴电子的理想储能器件。现有的微型超级电容器的制备方法广泛存在电极制备精度低，难以实现大规模制备等问题。因此急需寻求一种能够高精度、大规模制备柔性储能器件的方法。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的缺陷，提供了一种制备过程简单、环境友好绿色无污染、电极精度高、器件性能优的非对称微型超级电容器制备方法。

本发明在于提供一种二硫化钼/石墨烯非对称微型超级电容器的制备方法，包括如下步骤：

(a)将薄层褶皱二硫化钼粉体、还原氧化石墨烯分别分散在混合醇溶剂中，搅拌后超声，分别得到二硫化钼墨水、石墨烯墨水；

(b)分别将所述二硫化钼墨水和所述石墨烯墨水放置于喷墨打印机的墨盒中，从而分别打印出二硫化钼微型电极、石墨烯微型电极；

(c)将所述二硫化钼微型电极、所述石墨烯微型电极同时置于中性电解液中，形成所述二硫化钼/石墨烯非对称微型超级电容器。

具体地，步骤(a)中，所述混合醇为选自乙醇、异丙醇、正丁醇和叔丁醇中的两种。

优选地，步骤(a)中，所述混合醇为异丙醇和正丁醇，所述异丙醇和所述正丁醇的体积比为1:18-22。

本发明中，异丙醇和正丁醇混合所得到的混合醇，能够实现薄层褶皱二硫化钼粉体和还原氧化石墨烯在二硫化钼/石墨烯墨水中的稳定分散。

具体地，步骤(a)中，所述薄层褶皱二硫化钼粉体的粒径为200～400纳米，所述还原氧化石墨烯的粒径为500～1000纳米。

本发明中，所述薄层褶皱二硫化钼粉体和所述原氧化石墨烯均经过过滤选取，从而控制颗粒的粒径大小范围。

具体地，步骤(a)中，搅拌时间为10-60min，超声时间为10-120min，步骤(b)中，设置打印液滴的间距为30-120微米，打印层数为10-80层。

具体地，所述薄层褶皱二硫化钼粉体的制备方法，包括如下步骤：

(1)在二硫化钼片层水分散液中加入异丙醇，得到混合分散液；

(2)将所述混合分散液放置在细胞破碎仪超声10-40min，再放置在水浴中超声20-120min得到二硫化钼片层混合分散液；