需要金屬襯底作為電流收集器和支撐，使用本發(fā)明電極材料可是使得裝置更輕質(zhì)沒有復(fù)雜幾何包裝。
[0022]本發(fā)明的又一特征是其制備過程中不依賴具體的聚合物薄膜作為裝置組件，而是采用聚合物隔隔板，凝膠電解質(zhì)或者固體電解質(zhì)等具有完美的機(jī)械韌性和化學(xué)穩(wěn)定性易于使用的材料，采用所述材料獲得的裝置形式多樣并可以在相對(duì)極端的熱環(huán)境下工作，對(duì)形變拉伸及化學(xué)腐蝕都具有更好的抵抗。
[0023]本發(fā)明的又一特征在于:本發(fā)明采用大面積長范圍連續(xù)的石墨烯薄膜獲得了更好的導(dǎo)電性能和結(jié)構(gòu)一致性，與石墨烯納米片或還原的氧化石墨烯納米片相比，提高了柔性能量存儲(chǔ)裝置的儲(chǔ)能和循環(huán)壽命。
【附圖說明】
[0024]圖1是傳統(tǒng)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)電池或者超級(jí)電容器的示意圖；
[0025]圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法在金屬銅箔襯底上形成雙層類紙石墨烯薄膜的流程示意圖；
[0026]圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法制備類紙多層石墨烯基底電極的流程示意圖；
[0027]圖4是根據(jù)本發(fā)明圖3所述的流程制備的具有兩個(gè)類紙多層石墨烯基底電極的柔性對(duì)稱超級(jí)電容器的放大示意圖；
[0028]圖5是根據(jù)本發(fā)明的方法制備的柔性鋰空氣二次電池的部分放大示意圖，如圖所示所述的電池具有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明圖3所示的流程制備的多層石墨烯基底正極，該正極連接隔離器的一面；一傳統(tǒng)鋰金屬箔負(fù)極連接隔離器的另一面；
[0029]圖6是本發(fā)明制備多層石墨稀基底混合電極的流程意圖意圖；
[0030]圖7是根據(jù)本發(fā)明制備的鋰空氣二次電池的部門放大示意圖，該電池具有一根據(jù)本發(fā)明圖6所述的流程制備的類紙多層石墨烯基底混合正極，該正極與隔離器的一面連接；一根據(jù)本發(fā)明圖3所述的流程制備類紙多層石墨烯基底負(fù)極，該負(fù)極連接隔離器的另一面；
[0031]圖8是根據(jù)本發(fā)明的方法制備的鋰離子二次電池的部分放大示意圖，該二次電池具有:一采用本發(fā)明圖3的流程制備的類紙多層石墨烯基底負(fù)極，所述的負(fù)極與隔離器的一面連接；一常規(guī)正極，該正極由裹覆電化學(xué)活性材料的鋁集流體構(gòu)成，連接隔離器的另一面；
[0032]圖9是根據(jù)本發(fā)明的方法制備的鋰離子二次電池的部分放大示意圖，該二次電池具有一類紙多層石墨烯基底混合正極，該混合負(fù)極是根據(jù)本發(fā)明圖6所示的流程方法制備的，該正極連接隔離器的一面；一常規(guī)負(fù)極，由銅集流體裹覆電子活性材料構(gòu)成連接隔離器的另一面。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0034]請(qǐng)參見圖1，圖1是現(xiàn)有技術(shù)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)1 (電池或超級(jí)電容器)，該能量存儲(chǔ)系統(tǒng)具有一常規(guī)負(fù)極材料2，與負(fù)極材料2鄰接的常規(guī)負(fù)極集流體3 ;常規(guī)正極材料4，與正極材料4鄰接的常規(guī)正極集流體5 ;位于負(fù)極材料2和正極材料之間的電解質(zhì)7、聚合物隔膜8，雖然集流體3、5通常都是由金屬襯底構(gòu)成，而且外殼6本身也是很薄，但是，這些材料都不能有任何程度的彎曲、拉伸，因此由這些材料所構(gòu)成的電池或者超級(jí)電容器也是不可彎曲或拉伸的，也不適合應(yīng)用在柔性的電子裝置中。
[0035]參見圖2，下面介紹本發(fā)明較佳的實(shí)施例，本發(fā)明一方面涉及多層碳薄膜，特別是，雙層石墨烯薄膜，該石墨烯薄膜可以通過圖2所描述的方法流程來制備而來，該流程首先包括，提供或形成第一前體材料9 (如圖2中9A、9B所示)，第一前體材料包括石墨烯薄膜10，所述石墨烯薄膜10為單層石墨烯或最多不超過5層單層石墨烯，形成在銅箔襯底20上，所述銅箔在步驟201中，在第一前體材料9形成之前形成。
[0036]在步驟202中，所述石墨烯薄膜10可以通過已知的方法形成，例如:通過化學(xué)氣相沉積法，利用傳統(tǒng)的CVD爐(圖未示)，反應(yīng)溫度為500-1200攝氏度，較佳的溫度為1000攝氏度，這種方法披露在美國專利申請(qǐng)公開號(hào)為2011/0091647中，氣相沉積的設(shè)備也可以替換成PECVD或者ALD。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，用于形成石墨烯薄膜10的銅箔襯底20的面積范圍優(yōu)選為大約到10cm*100cm，銅箔襯底20的厚度范圍優(yōu)選為約1微米至1000微米)，如圖2所示，在第一前體材料9中石墨烯薄膜10具有一第一表面30，該表面與銅箔襯底20的面接觸，第二表面35，該表面不與銅箔襯底20接觸且是暴露的。
[0037]在步驟203中:在制作流程的下一個(gè)步驟中，在第一前體材料9的其中一個(gè)實(shí)體(實(shí)體9B)的完全暴露的第二表面35上涂覆一層聚合物光刻膠40，這個(gè)步驟形成了第二前體材料45，優(yōu)選的，所述的聚合物光刻膠40由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)組成，所述的光刻膠可以通過商業(yè)方式購買到，以不同濃度溶解于苯甲醚中，可以提供這種化學(xué)材料的公司很多，比如美國的微化公司。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，PMMA的濃度最多為百分之60%，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的最佳的濃度為0.5%至20%之間，所述的PMMA被涂覆于第一前體材料9的第二表面35上，所用方法包括:噴涂、濺射甚至可以將石墨烯薄膜直接浸泡在PMMA溶液中，以上所述方法均為本領(lǐng)域慣用的技術(shù)手段，因此在圖中未詳細(xì)描述，然而，不考慮涂覆所使用的方法，聚合物光刻膠之后被干燥，通過烘焙或者直接在空氣中晾干。聚合物涂層的作用就是在后面的制作步驟中作為石墨烯薄膜10額外的支撐。
[0038]隨后，參見圖2步驟204，銅箔襯底20被從第二前體材料45上去除，較佳的可以通過刻蝕的方法，使用常規(guī)的銅刻蝕材料，該材料可以通過商業(yè)購買到，例如，酸溶液、氧化劑被用來腐蝕掉銅箔襯底20，暴露出涂覆有聚合物光刻膠層40的石墨烯薄膜，形成了第三前體材料50，腐蝕去除沉積有石墨烯薄膜的銅箔襯底的技術(shù)是本技術(shù)領(lǐng)域慣用的技術(shù)在此不進(jìn)一步展開敘述。
[0039]參見圖2步驟205，從銅箔襯底上腐蝕暴露出石墨烯薄膜10后，(腐蝕步驟完全結(jié)束后)，形成的第三前體材料順序疊加在第一前體材料9的另一個(gè)實(shí)體(實(shí)體9A)上，以至于石墨烯薄膜暴露的一邊鄰接第一前體材料的實(shí)體9A的暴露的面35，疊加步驟完成之后，將聚合物涂層40去除掉，較佳的通過將其在有溶解力的有機(jī)溶劑中漂洗，生成第一沉積材料55，參見圖2步驟206，該沉積材料包括一連接在銅箔襯底上的雙層石墨烯薄膜60，該第一沉積材料55之后連同與其依舊連接的銅箔被直接使用，或者從襯底上分離出雙層石墨烯薄膜，較佳的通過刻蝕分離，之后該分離下來的雙層石墨烯薄膜可以應(yīng)用于石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域，或者最終用于本發(fā)明的進(jìn)一步的流程中。
[0040]參見圖3，本發(fā)明的另一方面涉及類紙多層碳薄膜電極，該電極應(yīng)用于柔性能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，多層石墨烯電極通過圖2中所描述步驟被制備出來，該步驟最初形成了沉積材料55，為了制備出雙層石墨