【技術實現步驟摘要】
本申請涉及一種構筑可拉伸集成化無線充電超級電容器的方法及應用，屬于能源儲存領域。
技術介紹
1、小型化、柔性化超級電容器在未來的生產生活中非常重要，它可以為各種小型化、可穿戴電子器件提供能源，以構建功能化的小型化、可穿戴電子系統。但是傳統有線充電的方式與小型化、柔性化超級電容器的兼容性差，為實際應用帶來諸多不便。此外，超級電容器及無線充電電路不可拉伸的特點也極大影響了其在可穿戴電子中的應用。為此，需要開發與超級電容器高度集成化、一體化的無線充電技術，以滿足下一代可穿戴器件的使用需求。
技術實現思路
1、本申請的目的在于發展可以實現可拉伸功能的無線充電超級電容器，為未來穿戴電子的發展提供技術支撐。
2、根據本申請的一個方面，提供了一種構筑可拉伸集成化無線充電超級電容器的方法，包括以下步驟：
3、1)將導電材料制備成無線充電線圈與超級電容器集成一體化圖案的薄膜；
4、2)將絕緣基底進行預拉伸；
5、3)將步驟1)制備的薄膜轉移粘貼到步驟(2)獲得的預拉伸基底上；
6、4)釋放拉伸，并在薄膜中的電極位置涂覆電解質，得到可拉伸集成化無線充電超級電容器；
7、其中，步驟1)中，所述無線充電線圈呈螺旋狀排列成的矩形線圈或圓形線圈，所述無線充電線圈的內端作為超級電容器的電極。
8、可選地，所述無線充電線圈的線寬為0.2～2mm，線圈間距為0.2～2mm，所述無線充電線圈的最外圈線段長度≤10cm，最內圈線段長度≤
9、其中所述線圈間距為無線充電線圈相鄰線圈之間的距離；
10、所述超級電容器具有交叉指結構，所述交叉指結構的數目為4～20個。
11、可選地，所述超級電容器的指電極寬度為0.2～1mm，指間距為0.2～1mm，指電極的長度為0.5～1cm。
12、可選地，所述導電材料選自石墨烯、碳納米管、mxene中的至少一種。所述導電材料具有高導電，高電容電。
13、可選地，所述絕緣基底選自聚合物基底、生物質基底、水凝膠基底中的至少一種。
14、可選地，所述電解質選自硫酸、磷酸、氫氧化鉀、硫酸鈉、氯化鋰、硫酸/聚乙烯醇、磷酸/聚乙烯醇、氫氧化鉀/聚乙烯醇、氯化鋰/聚乙烯醇、硫酸鈉/聚乙烯醇、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽/聚偏氟乙烯，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰/聚偏氟乙烯中的一種。
15、可選地，步驟1)中，將導電材料制備成無線充電線圈與超級電容器集成一體化圖案的薄膜的制備方法選自激光切割、印刷、涂布、噴涂、真空過濾中的任意一種。
16、可選地，所述印刷包括噴墨打印、絲網印刷、3d打印中的任意一種。
17、可選地，所述超級電容器包括一個或多個電容器串聯和/或并聯組成的模塊。
18、可選地，所述薄膜的厚度為20nm～500μm。
19、可選地，所述預拉伸包括單向拉伸或雙向拉伸。
20、可選地，所述單向拉伸或雙向拉伸的形變量為100％～3000％。
21、根據本申請的又一個方面，提供了可拉伸集成化無線充電超級電容器的應用，其主要應用于能源儲存、微型電子、可穿戴電子領域。
22、本申請能產生的有益效果包括：
23、1)本申請所提供的方法，在同一基底上實現了無線充電線圈與微型超級電容器的集成，實現了在變化磁場中為微型超級電容器充電的功能，避免了繁瑣的有線充電方式；
24、2)本申請所提供的方法，通過將無線充電線圈與超級電容器一體化集成，避免了使用金屬導線連接無線充電線圈與超級電容器，從而消除了導線與無線充電線圈、導線與超級電容器之間的界面，提高了無線充電超級電容器的一體性，有助于其在形變狀態下保持性能穩定；
25、3)本申請提供的方法，將絕緣基底進行預拉伸，可以賦予該一體化無線充電超級電容器在拉伸形變下正常工作的能力，因而適合柔性電子皮膚、可穿戴應用等場景。
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1.一種構筑可拉伸集成化無線充電超級電容器的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線充電線圈的線寬為0.2～2mm，線圈間距為0.2～2mm，所述無線充電線圈的最外圈線段長度≤10cm，最內圈線段長度≤10cm；
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述絕緣基底選自聚合物基底、生物質基底、水凝膠基底中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電解質選自硫酸、磷酸、氫氧化鉀、硫酸鈉、氯化鋰、硫酸/聚乙烯醇、磷酸/聚乙烯醇、氫氧化鉀/聚乙烯醇、氯化鋰/聚乙烯醇、硫酸鈉/聚乙烯醇、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽/聚偏氟乙烯，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰/聚偏氟乙烯中的一種。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中，將導電材料制備成無線充電線圈與超級電容器集成一體化圖案的薄膜的制備方法選自激光切割、印刷、涂布、噴涂、真空過濾中的任意一種；
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述超級電容器包括一個或多個電容器串聯和/或并聯組成的模塊。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預拉伸包括單向拉伸或雙向拉伸。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述單向拉伸或雙向拉伸的形變量為100％～3000％。
10.一種根據權利要求1至9任意一項所述的方法制備的可拉伸集成化無線充電超級電容器的應用，其特征在于，所述可拉伸集成化無線充電超級電容器應用于能源儲存、微型電子、可穿戴電子領域。
...【技術特征摘要】
1.一種構筑可拉伸集成化無線充電超級電容器的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線充電線圈的線寬為0.2～2mm，線圈間距為0.2～2mm，所述無線充電線圈的最外圈線段長度≤10cm，最內圈線段長度≤10cm；
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述絕緣基底選自聚合物基底、生物質基底、水凝膠基底中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電解質選自硫酸、磷酸、氫氧化鉀、硫酸鈉、氯化鋰、硫酸/聚乙烯醇、磷酸/聚乙烯醇、氫氧化鉀/聚乙烯醇、氯化鋰/聚乙烯醇、硫酸鈉/聚乙烯醇、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽/聚偏氟乙烯，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰/聚偏氟乙烯中的一種。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳忠帥，師曉宇，
申請(專利權)人：中國科學院大連化學物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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