
微电子打印机制作超级电容器
随着可穿戴、便携式电子设备及微机电系统朝着轻薄短小、多功能集成方向快速发展,平面微型超级电容器(MSCs)作为替代的先进能量存储系统已经引起越来越多的关注。相对传统超级电容器和微电池,平面微型超级电容器具备以下优点。(1)电极宽度以及绝缘间隙可变,等效串联电阻低;(2)MSC的结构允许其性能度量可定制;(3)微制造工艺,成本低。
平面微型超级电容器的结构一般包括疏水层、电极、电解质等。

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作图
利用BitsAssembler软件进行作图。建立第一层点胶层,点击“+Add Layer”,Nozzle Options选取Dispensing glue,Needle size选择210,输入层名“疏水层墨水”,点击OK即完成打印层的创建。选择左下角Rectangle进行作图。并使用Edit Pad进行修改,多次进行此操作,可得到左下图形。然后,对图形进行点胶化。选中整个图形,点击右键,之后点击Convert To Dispense进行点胶化。Dispense line width与之前的Needle size相对应。点击OK即完成疏水层的作图。
图2 左图为疏水层图案;右图为电极层图案

图3 超级电容器在软件中的示意图
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制备
之后进行超级电容器的制作。先进行第一层的点胶,点击Print Board,选择“疏水层墨水”层,单击左下角设置标志,设置点胶速度与气压,至于点胶的高度需要按照实际情况自己进行调整。之后点击“Let’s Print” ,点胶完成后,在室温下,让其凝固2小时以上。
点击Print Board,选择“电解质墨水”层,单击左下角设置标志,点击“Test S1”下方的图标设置刮涂速度与气压,至于刮涂的高度需要按照实际情况自己进行调整。之后点击“Let’s Print”。

图6 左为超级电容器样品;右图为超级电容器循环性能
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