CN110010365A - 一种具有柔性与压缩特性的基于共聚酯制备的电容 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有柔性与压缩特性的基于共聚酯制备的电容，包括铂片、电解液、介电层及电极；本发明采用共聚酯材料制作出海绵状的矩形体作为介电层3，将介电层设于中部，在介电层的底面与顶面分别旋涂电解液，再将设有电极的铂片分层粘贴在介电层的底面与顶面构成共聚酯电容。本发明具有制备简单，能量密度高的优点，具有良好的柔性与可压缩性，适用于在弯曲、折叠及压缩环境下使用的电容。

Description

一种具有柔性与压缩特性的基于共聚酯制备的电容
技术领域
本发明涉及柔性储能元器件技术领域，尤其是一种具有柔性与压缩特性的基于共聚酯制备的电容。
背景技术
近年来，柔性超级电容器逐渐受到关注。现有的电容储能器件存在不能压缩、柔性差及无法承受在较高强度的应力环境下稳定工作，随着智能可穿戴设备的快速发展，为满足可穿戴设备对轻便、舒适、形状不固定等特点的要求，如何在满足现有的电容器拥有功率密度高、寿命周期长及充放电速度快的基础上，更具有可压缩性及柔性的特点，为此，设计一种具有较高能量密度以及适用于在弯曲、折叠及压缩环境下使用的柔性电容器将显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种具有柔性与压缩特性的基于共聚酯制备的电容，本发明采用共聚酯材料制作出海绵状的矩形体作为介电层，将介电层设于中部，在介电层的底面与顶面分别旋涂电解液，再将设有电极的铂片分层粘贴在介电层的底面与顶面构成共聚酯电容。本发明具有制备简单，能量密度高的优点，具有良好的柔性与可压缩性，适用于在弯曲、折叠及压缩环境下使用的电容。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种具有柔性与压缩特性的基于共聚酯制备的电容，其特点包括铂片、电解液、介电层及电极；所述铂片上焊接导线；所述电极由碳纳米管制作；所述电解液为质量比1：1的比例选取聚乙烯醇粉末和硝酸钾粉末；先用去离子水与硝酸钾粉末充分搅拌，形成硝酸钾溶液；再将聚乙烯醇粉末加入硝酸钾溶液中，搅拌均匀为混合液；
所述介电层为共聚酯材料制作的海绵状的矩形体；所述电极设于铂片上；
所述介电层设于中部，电解液为两层，分别旋涂在介电层的底面与顶面，铂片为两片，分层粘贴在介电层的底面与顶面，且铂片上的电极与电解液触及。
本发明采用共聚酯材料制作出海绵状的矩形体作为介电层，将介电层设于中部，在介电层的底面与顶面分别旋涂电解液，再将设有电极的铂片分层粘贴在介电层的底面与顶面构成共聚酯电容。本发明具有制备简单，能量密度高的优点，具有良好的柔性与可压缩性，适用于在弯曲、折叠及压缩环境下使用的电容。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构剖视示意图；
图3为图2的A处介电层的局部放大示意图；
图4为本发明电容储能-压力曲线图；
图5为本发明电容在无形变条件下的伏安特性曲线；
图6为本发明电容在有形变条件下的伏安特性曲线。
具体实施方式
参阅图1、图2，本发明包括铂片1、电解液2、介电层3及电极4；所述铂片1上焊接导线；所述电极4由碳纳米管制作；所述电解液2为质量比1：1的比例选取聚乙烯醇粉末和硝酸钾粉末；先用去离子水与硝酸钾粉末充分搅拌，形成硝酸钾溶液；再将聚乙烯醇粉末加入硝酸钾溶液中，搅拌均匀为混合液；
所述介电层3为共聚酯材料制作的海绵状的矩形体；所述电极4设于铂片1上。
参阅图1、图2，所述介电层3设于中部，电解液2为两层，分别旋涂在介电层3的底面与顶面，铂片1为两片，分层粘贴在介电层3的底面与顶面，且铂片1上的电极4与电解液2触及。
实施例
本发明实施步骤如下：
步骤1：参阅图1、图2、图3，将共聚酯的前置液加入烧杯中，搅拌时间为10分钟，形成液态的共聚酯。在液态的共聚酯中加入水溶性的颗粒物构成矩形体（例如：方糖、方盐），使液态的共聚酯包裹并渗透进矩形体的颗粒物中；将其置于真空泵中抽真空，时间为20分钟；取出被共聚酯包裹并渗透的矩形体，置于加热平台上，温度为100ºC,固化时间为60分钟；将固化后的矩形体置于热水中，温度为80ºC,使水溶性颗粒物完全溶解；获得共聚酯材料制作的海绵状的介电层3。
步骤:2：将导线连接到铂片1上；其次，将碳纳米管溶于酒精之中，将溶于酒精的碳纳米管置于铂片1之上；待碳纳米管会自然吸附在铂片1表面，获得附着在铂片1上的碳纳米管电极4。
步骤3：参阅图1、图2，按质量比1：1的比例选取聚乙烯醇与硝酸钾粉末；先用去离子水与硝酸钾粉末充分搅拌，形成硝酸钾溶液；再将聚乙烯醇粉末加入硝酸钾溶液中，搅拌均匀为混合液；将混合液体置于加热平台上，温度为80ºC,时间为1小时，获得由聚乙烯醇和硝酸钾混合制备的电解液2。
步骤4：参阅图1、图2，备用一个上下表面可打开的立方体模具，打开模具的一表面，装入共聚酯材料制作的介电层3，在介电层3上面旋涂电解液2，将铂片1粘贴在介电层3的顶面，使铂片1上的电极4与电解液2触及；将模具翻身，打开模具的另一表面，同理，在介电层3上面旋涂电解液2，将铂片1粘贴在介电层3的顶面，使铂片1上的电极4与电解液2触及；最终获得电容。
参阅图4，本发明电容储能与压力有关、与形变有关，由实验所得：图4为本发明电容储能-压力曲线图。
参阅图5，本发明的伏安特性曲线与变形有关，由实验所得：图5为本发明电容在无形变条件下的伏安特性曲线。
参阅图6，本发明的伏安特性曲线与变形有关，由实验所得：图6为本发明电容在有形变条件下的伏安特性曲线。

Claims (1)

1.一种具有柔性与压缩特性的基于共聚酯制备的电容，其特征在于，它包括铂片（1）、电解液（2）、介电层（3）及电极（4）；
所述铂片（1）上焊接导线；
所述电极（4）由碳纳米管制作；
所述电解液（2）为质量比1：1的比例选取聚乙烯醇粉末和硝酸钾粉末；先用去离子水与硝酸钾粉末充分搅拌，形成硝酸钾溶液；再将聚乙烯醇粉末加入硝酸钾溶液中，搅拌均匀为混合液；
所述介电层（3）为共聚酯材料制作的海绵状的矩形体；
所述电极（4）设于铂片（1）上；
所述介电层（3）设于中部，电解液（2）为两层，分别旋涂在介电层（3）的底面与顶面，铂片（1）为两片，分层粘贴在介电层（3）的底面与顶面，且铂片（1）上的电极（4）与电解液（2）触及。
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