新闻导航

News navigation

联系我们

contact us

石家庄墨染印刷有限公司
手机:15373008821
固话:0311-86893839
接单QQ:3046130891
技术一部QQ:3281666162

技术二部QQ:3304613363

技术三部QQ:2462633625

邮箱:3046130891@qq.com
公司地址:石家庄市中山路与建华大街交叉口东南角正阳城市广场A座24层

当前位置:首页 >印刷资讯 >最新资讯
最新资讯

印刷制备微型超级电容器的工艺

信息来源:www.moranyinshua.com | 发布时间:2019年07月08日

    我们来盘点下制备微型超级电容器的印刷工艺。在微电池研究的早期阶段,小特征尺寸通过传统微制造方法包括光刻、激光划片、电解沉积等。这些成熟的技术允许精确控制互相交叉模式分辨率亚微米级,电极之间产生优异的附着力和电流收集器/基质,并消除活性添加剂在活性材料的需要。然而,复杂的加工步骤和与柔性和可穿戴基板的兼容性差阻碍了芯片上可穿戴微设备与这些传统制造技术的结合。近年来,在开发完全基于打印的方法制备MSC以实现灵活组装方面投入了大量精力。已经取得了很大的进展,例如在一个印刷步骤中精确地沉积和形成活性材料的图案。这种创新不仅降低了工艺的复杂性,而且还减少了材料的浪费。

印刷设计厂家

    随着新材料和新技术的不断发展,印刷技术也将同步发展。这些打印技术可以分为两类,不需要模板的技术和使用模板的技术。对于前者,两种主要的无模板打印方法是喷墨打印和3D打印。对于后者,需要模板的印刷过程主要分为四大类:丝网印刷、凹版印刷、凸版印刷和胶印。到目前为止,MSC制造的主要打印技术是喷墨打印、丝网印刷和基于挤出的3D打印。而每一种印刷技术都有自己的印刷特性(即图1和表1),所有技术都必须努力与可打印材料协调,以提高电化学和机械性能,同时保持MSC的低足迹。接下来,我们将介绍用于MSC生产的几种重要印刷方法(表2)。

    喷墨打印受限于相对较低的吞吐量(表1),但高打印分辨率推动喷墨打印成为MSC制造的一项极具前景的技术,特别是近年来在实现喷墨打印特性到微尺度方面取得了显著进展。缩小电极间距的好处,以及在多种基底上制备具有多种功能的复杂异质结构的能力,可以大大提高印刷MSC的电化学性能和通用性。在可预见的未来,通过喷墨打印设备的进步、油墨的打印性能以及它们之间的合作,喷墨打印的成熟很可能带来前所未有的科学突破。

    丝网印刷的分辨率和质量很大程度上取决于印刷技术、油墨的可印性以及油墨与基材之间的亲和力。目前最先进的丝网印刷技术,其分辨率可达30 - 50微米,足以满足电子应用的要求,减少了繁琐的要求。此外,丝网印刷可以达到超过10微米厚的图案(图1b),允许每单位面积加载更多的活性物质,从而提高了面积电化学性能。这些品质使丝网印刷比传统印刷技术更通用,特别是在大规模生产柔性和微型平面储能设备。然而,尽管这种技术有很多优点,但也并非没有局限性。丝网印刷的主要限制是所需的可印刷油墨必须具有高粘度和适当的剪切减薄性能。非活性添加剂通常被要求将电极材料配制成可打印的糊状或凝胶,这对它们的功能性能产生不利影响。

    3D打印技术是一种先进的方法,可以直接从计算机辅助设计(CAD)模型生成真实的三维几何图形。在该技术中,3D打印过程利用专门的软件将CAD模型拼接成一系列二维数字模型,并将后续的二维图层依次添加到之前的图层上,生成物理表现。传统的自顶向下制造是通过去除材料(如光刻和蚀刻)来制造三维结构,与之相反,3D打印是一种自底向上的技术,可以实现快速成型。在各种3D打印技术中,挤压和直接书写技术是最通用和最经济的方法,可以直接沉积连续的粘弹性油墨或凝胶逐层。基于挤出的3D打印要求所需要的功能性油墨材料具有高粘度和假塑性,以便通过细喷嘴尖端挤出。通过喷嘴挤出后,不同基底上物体的打印形状和结构可以立即固化,促进快速、精确的成型。到目前为止,MSC发展和商业化面临的主要挑战之一是不断提高电化学性能,同时保持对芯片上微系统中所有其他电子元件供电的较小足迹。为了进一步实现这些目标,我们需要一种具有内部微孔结构的厚电极,因为它允许更高的活性材料负载和更大的界面面积。前者提高了能量密度,而后者由于多孔结构的存在,加快了离子的输运,从而提高了功率密度。3D打印已经被探索来实现这一点,已经对锂硫电池、锂离子微电池、和msc的电化学结构进行了研究。然而,具有理想的可控电化学性能的3D打印储能微器件技术仍处于起步阶段。如表2所示,与其他打印技术制备的msc相比,具有厚多孔电极层的3D打印MSC在表面功率密度和表面能量密度方面的电化学性能均有显著提高。随着微尺度或纳米尺度领域的发展,3D打印技术有巨大的潜力,可以在MSC应用中开启可打印能源材料的发展。

    除了上面讨论的三种最广泛使用的打印技术之外,还有一些基于打印的替代技术用于特定的应用。凹版印刷,喷印、喷涂打印技术也可以用于平面、柔性、高压、微型储能设备。