CN106486287A - 可降解电容器及其制造方法 - Google Patents
可降解电容器及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106486287A CN106486287A CN201510557924.6A CN201510557924A CN106486287A CN 106486287 A CN106486287 A CN 106486287A CN 201510557924 A CN201510557924 A CN 201510557924A CN 106486287 A CN106486287 A CN 106486287A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- degradable
- layer
- metal oxide
- electrode
- state electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 53
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 75
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 75
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 43
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 claims description 7
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 7
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 7
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 claims description 7
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 241000239290 Araneae Species 0.000 claims description 6
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims description 6
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims description 6
- 102000016942 Elastin Human genes 0.000 claims description 6
- 108010014258 Elastin Proteins 0.000 claims description 6
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 6
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 claims description 6
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002549 elastin Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 6
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 6
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 6
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims description 6
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 claims description 6
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 claims description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 3
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 10
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 4
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 3
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002085 enols Chemical class 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000010793 electronic waste Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920006381 polylactic acid film Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- VKJKEPKFPUWCAS-UHFFFAOYSA-M potassium chlorate Chemical compound [K+].[O-]Cl(=O)=O VKJKEPKFPUWCAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/14—Organic dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/20—Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
本发明涉及电子领域，公开了一种可降解电容器及其制造方法。其中，该电容器包括；第一电极层；可降解电介质层，设置在所述第一电极层上并与所述第一电极层接触；以及第二电极层，设置在所述可降解电介质层上并与所述可降解电介质层接触。本发明上述的可降解电容器由于采用了可降解材料，所以在其失效后能够在自然环境中降解，无需回收，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及电子领域，具体地，涉及一种可降解电容器及其制造方法。
背景技术
现代生活中，随着电子设备的更新换代，相应地产生了大量的电子废弃物，这样的电子废弃物作为污染源会严重危害生态环境。电容器是一种容纳电荷的器件，在电子设备中被大量使用，可用于电路中的隔直通交、耦合、旁路、滤波、调谐回路，能量转换和储能等方面。因此，急需提供一种可降解的电容器及其制备方法，以缓解废弃电子产品对环境的污染，为未来实现绿色电子学提供有效途径。
发明内容
本发明的目的是提供一种可降解电容器及其制造方法，以解决现有技术中废弃电容器污染环境的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种可降解电容器，其中，该电容器包括：第一电极层；可降解电介质层，设置在所述第一电极层上并与所述第一电极层接触；以及第二电极层，设置在所述可降解电介质层上并与所述可降解电介质层接触。
本发明还提供了一种可降解电容器制造方法，其中，该方法包括：制备可降解电介质层；以及在所述可降解电介质层的下表面和上表面分别形成第一电极层和第二电极层。
本发明还提供了一种可降解电容器制造方法，其中，该方法包括：制备封装层；在两个所述封装层各自的一个表面上分别形成第一电极层和第二电极层；以及在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成可降解电介质层。
通过上述技术方案，将可降解电介质层设置在所述第一电极层上并与所述第一电极层接触，将第二电极层设置在所述可降解电介质层上并与所述可降解电介质层接触，从而构成上述的可降解电容器。由于本发明上述的可降解电容器中采用了可降解的电介质层，所以在其失效后能够在自然环境中降解而无需回收。由此，本发明中的可降解电容器不仅不会对环境造成污染，同时还节约了处理成本。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一种实施方式的可降解电容器的结构示意图；
图2是根据本发明另一种实施方式的可降解电容器的结构示意图；
图3是根据本发明一种实施方式的可降解电容器制造方法的流程图；以及
图4是根据本发明另一种实施方式的可降解电容器制造方法的流程图；。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是根据本发明一种实施方式的可降解电容器的结构示意图。
如图1所示，本发明一种实施方式提供的可降解电容器包括：第一电极层10；可降解电介质层20，设置在所述第一电极层10上并与所述第一电极层10接触；以及第二电极层30，设置在所述可降解电介质层20上并与所述可降解电介质层20接触。
其中，可降解电介质层20在该电容器中起到储存电荷的作用，并将所述第一电极层10和所述第二电极层30相隔开。
通过将可降解电介质层设置在所述第一电极层上并与所述第一电极层接触，将第二电极层设置在所述可降解电介质层上并与所述可降解电介质层接触，从而构成上述的可降解电容器。由于本发明上述的可降解电容器中采用了可降解的电介质层，所以在其失效后能够在自然环境中降解而无需回收。由此，本发明中的可降解电容器不仅不会对环境造成污染，同时还节约了处理成本。
根据本发明一种实施方式，所述电容器由可降解封装材料封装。通过使用可降解封装材料对电容器进行封装，从而形成围绕第一电极层10、可降解电介质层20和第二电极层30的封装层40，以对电容器结构进行保护。
其中，可以通过压膜法和涂布法等来形成所述封装层40。所述封装层40的厚度范围可以在10μm-1000μm之间。可降解封装材料选自以下中的一者或多者：胶原、明胶、弹性蛋白、丝素蛋白、蛛丝蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸、聚己内酯、聚酸酐、聚乳酸和医用可降解聚酯。
根据本发明一种实施方式，所述第一电极层10和/或所述第二电极层30的材料为镁、基于镁的镁合金、铁基合金或钛合金。例如，铁基合金可以为医用不锈钢等。其中，所述第一电极层10和所述第二电极层30可以采用相同的材料或不同的材料。
根据本发明一种实施方式，所述第一电极层10、可降解电介质层20、以及所述第二电极层30中的至少一者的厚度范围在10μm-1000μm之间。
根据本发明一种实施方式，所述可降解电介质层20为可降解高分子薄膜。
其中，所述可降解高分子薄膜的材料选自以下中的一者或多者：胶原、明胶、弹性蛋白、丝素蛋白、蛛丝蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸、聚己内酯、聚酸酐、聚乳酸和医用可降解聚酯。
图2是根据本发明另一种实施方式的可降解电容器的结构示意图。
在图2中，封装层40、第一电极层10以及第二电极层30与图1中所示的封装层40、第一电极层10以及第二电极层30相同，与图1中所示的可降解电容器结构的不同之处在于，所述可降解电介质层20包括第一金属氧化物层201、可降解固态电解质层202和第二金属氧化物层203，其中：
所述第一金属氧化物层201的下表面与所述第一电极10的上表面接触；所述可降解固态电解质层202的下表面与所述第一金属氧化物层201上表面接触，所述可降解固态电解质层202的上表面与所述第二金属氧化物层203的下表面接触；所述第二金属氧化物层203的上表面与所述第二电极30的下表面接触。
根据本发明一种实施方式，所述第一金属氧化物层201和/或所述第二金属氧化物层203的材料为纳米氧化锌。
根据本发明一种实施方式，可降解固态电解质层202可以由可降解高分子材料与酸、碱及金属盐的混合溶液制得。
其中，上述的可降解高分子材料可以选自以下中的一者或多者：聚乙烯醇、正硅酸乙酯、聚乳酸、透明质酸、聚己内酯和聚酸酐。上述的酸可以为硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、硝酸或盐酸。上述的碱可以为氢氧化钠或氢氧化钾。上述的盐可以为硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、氯化锂、硝酸钠、氯酸钾、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠等。上述的溶液的溶剂可以为水。
图3是根据本发明一种实施方式的可降解电容器制造方法的流程图。
如图3所示，本发明一种实施方式提供的可降解电容器制造方法包括：
S300，制备可降解电介质层；以及
S302，在所述可降解电介质层的下表面和上表面分别形成第一电极层和第二电极层。
其中，所述第一电极层和所述第二电极层可以通过溅射的方式形成在所述可降解电介质层上。
通过制备可降解电介质层，并在所述可降解电介质层的下表面和上表面分别形成第一电极层和第二电极层，从而可以形成可降解电容器。由于使用本发明上述的制造方法制造可降解电容器的过程中采用了可降解的电介质层，所以在电容器失效后能够在自然环境中降解而无需回收。由此，采用本发明的制造方法制造的可降解电容器不仅不会对环境造成污染，同时还节约了处理成本。
在该方法中，该方法还包括：
S304，在所述可降解电介质层、所述第一电极层和所述第二电极层构成的层叠结构的四周涂覆可降解封装材料，以封装所述可降解电容器。
通过对电容器层叠结构进行封装，可以实现对电容器结构的保护。其中，可降解封装材料选自以下中的一者或多者：胶原、明胶、弹性蛋白、丝素蛋白、蛛丝蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸、聚己内酯、聚酸酐、聚乳酸和医用可降解聚酯。
根据本发明一种实施方式，所述可降解电介质层可以为可降解高分子薄膜。其中可降解高分子薄膜可以采用熔融拉伸、压延成型、溶解后涂覆等方法制得，本发明不对此进行限定。
其中，所述可降解高分子薄膜的材料选自以下中的一者或多者：胶原、明胶、弹性蛋白、丝素蛋白、蛛丝蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸、聚己内酯、聚酸酐、聚乳酸和医用可降解聚酯。
可替换地，所述可降解电介质层可以包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层，其中制备所述可降解电介质层包括：
制备所述可降解固态电解质层，其中可以利用涂覆法制得该可降解固态电解质层(参见下文实例)；
在所述可降解固态电解质层的下表面和上表面涂覆金属氧化物材料，以分别形成所述第一金属氧化物层和所述第二金属氧化物层。
可替换地，所述可降解电介质层可以包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层，其中制备所述可降解电介质层包括：
制备所述可降解固态电解质层，其中可以利用涂覆法制得该可降解固态电解质层(参见下文实例)；
在两个所述可降解固态电解质层各自的一个表面上涂覆金属氧化物材料，以分别形成所述第一金属氧化物层和所述第二金属氧化物层；
将两个所述可降解固态电解质层各自的未涂覆金属氧化物材料的表面相对粘贴，以使两个所述可降解固态电解质层形成一个整体。
在该可替换方式中，金属氧化物材料可以由高压水热法生长的金属氧化物纳米结构在水中分散后得到，两个可降解固态电解质层的粘贴可以利用固态电解质溶液来实现，但本发明不限于此。
可替换地，所述可降解电介质层可以包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层，其中制备所述可降解电介质层包括：
利用水热法在两个基底上分别生长金属氧化物材料；
在所生长的金属氧化物材料上旋涂可降解固态电解质层；
将旋涂有可降解固态电解质层的金属氧化物材料从所述两个基底上分离；
将两个所述可降解固态电解质层各自的未与金属氧化物材料接触的表面相对粘贴，以使两个所述可降解固态电解质层形成一个整体。
在该可替换方式中，基底可以为硅基底，金属氧化物材料的生长可以通过利用水热法实现，两个可降解固态电解质层的粘贴可以利用固态电解质溶液来实现，但本发明不限于此。
图4是根据本发明另一种实施方式的可降解电容器制造方法的流程图。
如图4所示，本发明另一种实施方式提供的可降解电容器制造方法包括：
S400，制备封装层；
S402，在两个所述封装层各自的一个表面上分别形成第一电极层和第二电极层；以及
S404，在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成可降解电介质层。
其中，所述第一电极层和所述第二电极层可以通过溅射的方式形成在封装层上。
通过在两个封装层各自的一个表面上分别形成第一电极层和第二电极层，并在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成可降解电介质层，从而可以形成可降解电容器。由于使用本发明上述的制造方法制造可降解电容器的过程中采用了可降解的电介质层，所以在电容器失效后能够在自然环境中降解而无需回收。由此，采用本发明的制造方法制造的可降解电容器不仅不会对环境造成污染，同时还节约了处理成本。
其中，所述可降解电介质层包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层。
在该方法中，步骤S404包括：
S4040，在所述第一电极层和所述第二电极层各自的表面涂覆金属氧化物材料，以分别形成所述第一金属氧化物层和所述第二金属氧化物层；
S4042，在所述第一金属氧化物层和所述第二金属氧化物层各自的表面分别涂覆可降解固态电解质层；
S4044，将分别形成在所述第一金属氧化物层和所述第二金属氧化物层上的可降解固态电解质层相对粘贴，以使两个所述可降解固态电解质层形成一个整体。
与上述实施方式类似地，金属氧化物材料可以由高压水热法生长的金属氧化物纳米结构在水中分散后得到，可降解固态电解质层之间的粘贴可以利用固态电解质溶液来实现。
虽然本发明上述对所述可降解电介质层的结构和制备进行了描述，但上述内容仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。并且，在本发明中，对于材料的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。
此外，对于可降解电容器的降解时间，可以通过控制所涂覆的可降解封装材料的厚度，或通过对不同封装材料的选择，或改变材料的配比来控制。
下面结合实例描述本发明的可降解电容器制造方法。
实例1
在本实例中，采用可降解高分子薄膜作为可降解电介质层来制造可降解电容器。
称取1g聚乳酸颗粒溶解于10ml氯仿中，室温条件下充分搅拌溶解。将上述溶液旋涂于玻璃基板上，得到聚乳酸薄膜(即，形成可降解电介质层)。将上述薄膜放于烘箱中50℃加热烘干24小时。在上述薄膜两个表面分别溅射金属镁(即，形成第一电极层和第二电极层)，并用镁带将电极导出后，在上述材料表面均匀涂抹聚乳酸(0.1g/mL)溶液(即，形成封装层)，烘干后即得所述可降解电容器。
实例2
在本实例中，可降解电介质层包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层。
称取1g聚乙烯醇颗粒溶解于10ml10wt％的硫酸溶液中，室温条件下充分搅拌溶解。将上述溶液涂覆于特氟龙基板上，充分干燥后揭下，得到聚乙烯醇薄膜(即，形成可降解固态电解质层)。在所述聚乙烯醇薄膜两个表面分别依次溅射氧化锌和金属镁(即，形成第一金属氧化物层和第二金属氧化物层以及第一电极层和第二电极层)。用镁带将电极导出后，在上述材料表面均匀涂抹聚乙烯醇(0.1g/mL)溶液(即，形成封装层)，烘干后即得所述可降解电容器。
实例3
在本实例中，可降解电介质层包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层。
利用高压水热法制备氧化锌纳米线(即，形成将要涂覆的金属氧化物材料)。称取2g聚乙烯醇颗粒溶解于10ml0.1M氯化钾溶液中，室温条件下充分搅拌溶解。将上述溶液涂覆于特氟龙基板上，烘干得到聚乙烯醇薄膜(即，形成封装层)。在聚乙烯醇薄膜表面溅射316医用不锈钢(即，形成电极层)，用镁带将电极导出。将所得氧化锌纳米线用水分散(即，形成将要涂覆的金属氧化物材料)后(0.1g/mL)涂覆于所述电极层表面。充分干燥后将聚乙烯醇与氯化钾混合溶液涂覆于氧化锌纳米线表面(即，涂覆可降解固态电解质层)。然后将相同两片涂覆有上述材料的聚乙烯醇薄膜各自的涂覆可降解固态电解质层的一面相对放置，利用聚乙烯醇与氯化钾混合溶液将其粘合后，60摄氏度中加热24小时，使其完全干燥，即得所述可降解电容器。
实例4
在本实例中，可降解电介质层包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层。
在硅基底上利用水热法生长氧化锌纳米线(即，形成第一金属氧化物层和第二金属氧化物层)。称取2g聚乙烯醇颗粒溶解于10ml0.1M氯化钠水溶液中，60℃条件下充分搅拌使其溶解。将上述混合溶液混匀涂覆于水热法生长的氧化锌纳米线表面(即，涂覆可降解固态电解质层)后，60摄氏度放置24小时，使水分充分挥发。将上述结构从硅基底上揭离。将相同两片聚乙烯醇层各自的未形成金属氧化物层的表面相对放置，利用聚乙烯醇与氯化钠混合溶液将其粘合后，60摄氏度中加热24小时，使其完全干燥。在上述材料两个表面溅射镁(即，形成第一电极层和第二电极层)。用镁带将电极导出后，在上述材料表面均匀涂抹聚乳酸(0.1g/mL)溶液(即，形成封装层)，烘干后即得所述可降解电容器。
本领域技术人员应当理解，上述实例仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (17)
1.一种可降解电容器，其特征在于，该电容器包括：
第一电极层；
可降解电介质层，设置在所述第一电极层上并与所述第一电极层接触；以及
第二电极层，设置在所述可降解电介质层上并与所述可降解电介质层接触。
2.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述电容器由可降解封装材料封装。
3.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征在于，所述第一电极层和/或所述第二电极层的材料为镁、基于镁的镁合金、铁基合金或钛合金。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器，其特征在于，所述第一电极层、可降解电介质层、以及所述第二电极层中的至少一者的厚度范围在10μm-1000μm之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容器，其特征在于，所述可降解电介质层为可降解高分子薄膜。
6.根据权利要求5所述的电容器，其特征在于，所述可降解高分子薄膜的材料选自以下中的一者或多者：胶原、明胶、弹性蛋白、丝素蛋白、蛛丝蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸、聚己内酯、聚酸酐、聚乳酸和医用可降解聚酯。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电容器，其特征在于，所述可降解电介质层包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层，其中，
所述第一金属氧化物层的下表面与所述第一电极的上表面接触；
所述可降解固态电解质层的下表面与所述第一金属氧化物层上表面接触，所述可降解固态电解质层的上表面与所述第二金属氧化物层的下表面接触；
所述第二金属氧化物层的上表面与所述第二电极的下表面接触。
8.根据权利要求7所述的电容器，其特征在于，所述第一金属氧化物层和/或所述第二金属氧化物层的材料为纳米氧化锌。
9.一种可降解电容器制造方法，其特征在于，该方法包括：
制备可降解电介质层；以及
在所述可降解电介质层的下表面和上表面分别形成第一电极层和第二电极层。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
在所述可降解电介质层、所述第一电极层和所述第二电极层构成的层叠结构的四周涂覆可降解封装材料，以封装所述可降解电容器。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述可降解电介质层为可降解高分子薄膜。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述可降解高分子薄膜的材料选自以下中的一者或多者：胶原、明胶、弹性蛋白、丝素蛋白、蛛丝蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸、聚己内酯、聚酸酐、聚乳酸和医用可降解聚酯。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述可降解电介质层包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层，其中制备所述可降解电介质层包括：
制备所述可降解固态电解质层；
在所述可降解固态电解质层的下表面和上表面涂覆金属氧化物材料，以分别形成所述第一金属氧化物层和所述第二金属氧化物层。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述可降解电介质层包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层，其中制备所述可降解电介质层包括：
制备所述可降解固态电解质层；
在两个所述可降解固态电解质层各自的一个表面上涂覆金属氧化物材料，以分别形成所述第一金属氧化物层和所述第二金属氧化物层；
将两个所述可降解固态电解质层各自的未涂覆金属氧化物材料的表面相对粘贴，以使两个所述可降解固态电解质层形成一个整体。
15.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述可降解电介质层包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层，其中制备所述可降解电介质层包括：
利用水热法在两个基底上分别生长金属氧化物材料；
在所生长的金属氧化物材料上涂覆可降解固态电解质层；
将旋涂有可降解固态电解质层的金属氧化物材料从所述两个基底上分离；
将两个所述可降解固态电解质层各自的未与金属氧化物材料接触的表面相对粘贴，以使两个所述可降解固态电解质层形成一个整体。
16.一种可降解电容器制造方法，其特征在于，该方法包括：
制备封装层；
在两个所述封装层各自的一个表面上分别形成第一电极层和第二电极层；以及
在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成可降解电介质层。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述可降解电介质层包括第一金属氧化物层、可降解固态电解质层和第二金属氧化物层，在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成可降解电介质层包括：
在所述第一电极层和所述第二电极层各自的表面涂覆金属氧化物材料，以分别形成所述第一金属氧化物层和所述第二金属氧化物层；
在所述第一金属氧化物层和所述第二金属氧化物层各自的表面分别涂覆可降解固态电解质层；
将分别形成在所述第一金属氧化物层和所述第二金属氧化物层上的可降解固态电解质层相对粘贴，以使两个所述可降解固态电解质层形成一个整体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510557924.6A CN106486287A (zh) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | 可降解电容器及其制造方法 |
| PCT/CN2016/097621 WO2017036400A1 (zh) | 2015-09-02 | 2016-08-31 | 可降解电容器及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510557924.6A CN106486287A (zh) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | 可降解电容器及其制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106486287A true CN106486287A (zh) | 2017-03-08 |
Family
ID=58186726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510557924.6A Pending CN106486287A (zh) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | 可降解电容器及其制造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106486287A (zh) |
| WO (1) | WO2017036400A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10984965B2 (en) * | 2017-01-11 | 2021-04-20 | Korea University Research And Business Foundation | Fully biodegradable supercapacitor and method for manufacturing same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111956218B (zh) * | 2020-08-10 | 2024-04-16 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 具有电化学和电生理检测功能的柔性脑电极及其制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1702788A (zh) * | 2005-07-05 | 2005-11-30 | 万裕三信电子(东莞)有限公司 | 一种固体电解电容器及其制造方法 |
| CN1754235A (zh) * | 2003-02-25 | 2006-03-29 | 三洋电机株式会社 | 固体电解电容器 |
| CN101106018A (zh) * | 2006-07-14 | 2008-01-16 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 用于电容器具有共烧制电极的薄膜电介质及其制造方法 |
| JP2009194278A (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Panasonic Corp | 誘電体部品 |
| CN101585931A (zh) * | 2008-05-23 | 2009-11-25 | 中国科学院化学研究所 | 一种复合型聚合物电解质材料及其制备方法与应用 |
| CN102324483A (zh) * | 2011-08-31 | 2012-01-18 | 武汉纺织大学 | 一种可生物降解的共混型聚合物电解质膜及其制备方法 |
| CN103714978A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-04-09 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 电极片及其制备方法、超级电容器 |
| CN104292718A (zh) * | 2014-09-24 | 2015-01-21 | 铜陵市新泰电容电器有限责任公司 | 易降解的电容器塑壳及制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102407623B (zh) * | 2011-08-04 | 2015-12-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种锂离子电池用复合隔膜的制备方法 |
| CN103258655B (zh) * | 2013-05-10 | 2016-02-24 | 渤海大学 | 一种电场活化型超级电容器的制备方法 |
-
2015
- 2015-09-02 CN CN201510557924.6A patent/CN106486287A/zh active Pending
-
2016
- 2016-08-31 WO PCT/CN2016/097621 patent/WO2017036400A1/zh active Application Filing
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1754235A (zh) * | 2003-02-25 | 2006-03-29 | 三洋电机株式会社 | 固体电解电容器 |
| CN1702788A (zh) * | 2005-07-05 | 2005-11-30 | 万裕三信电子(东莞)有限公司 | 一种固体电解电容器及其制造方法 |
| CN101106018A (zh) * | 2006-07-14 | 2008-01-16 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 用于电容器具有共烧制电极的薄膜电介质及其制造方法 |
| JP2009194278A (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Panasonic Corp | 誘電体部品 |
| CN101585931A (zh) * | 2008-05-23 | 2009-11-25 | 中国科学院化学研究所 | 一种复合型聚合物电解质材料及其制备方法与应用 |
| CN102324483A (zh) * | 2011-08-31 | 2012-01-18 | 武汉纺织大学 | 一种可生物降解的共混型聚合物电解质膜及其制备方法 |
| CN103714978A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-04-09 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 电极片及其制备方法、超级电容器 |
| CN104292718A (zh) * | 2014-09-24 | 2015-01-21 | 铜陵市新泰电容电器有限责任公司 | 易降解的电容器塑壳及制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王永源: "并联电容器组中电容器损坏特征与过电压保护研究", 《中国优秀硕士论文电子期刊工程科技II辑》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10984965B2 (en) * | 2017-01-11 | 2021-04-20 | Korea University Research And Business Foundation | Fully biodegradable supercapacitor and method for manufacturing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017036400A1 (zh) | 2017-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shao et al. | Regulating Interfacial Ion Migration via Wool Keratin Mediated Biogel Electrolyte toward Robust Flexible Zn‐Ion Batteries | |
| CN105009332B (zh) | 制造单片全固态电池的方法 | |
| CN1101705C (zh) | 一种用作骨替代物的材料以及该材料的制造方法 | |
| CN103168384A (zh) | 电纺丝锂离子电池的整合隔离件 | |
| CN106486287A (zh) | 可降解电容器及其制造方法 | |
| EP3388407B1 (en) | Powder particles and process for producing green body using same | |
| CA2422212A1 (en) | Electrochemically activatable layer or film | |
| CN105895262B (zh) | 透明导电薄膜及其制造方法 | |
| CN106835130A (zh) | 一种以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料及其制备方法 | |
| CN106663750A (zh) | 包含片状不连续元件的蓄电系统、片状不连续元件及其制造方法和应用 | |
| CN107896511A (zh) | 用于在室温下生产电工薄层的方法及电工薄层 | |
| EP3238932A1 (en) | Multi-layer structure and packaging material using same | |
| Saraf et al. | Polydopamine‐Enabled Biomimetic Surface Engineering of Materials: New Insights and Promising Applications | |
| Guan et al. | Growing bacterial cellulose-based sustainable functional bulk nanocomposites by biosynthesis: recent advances and perspectives | |
| CN106630646A (zh) | 一种多孔生物玻璃陶瓷及其制备方法 | |
| CN101525155A (zh) | 一种制备三氧化二锰一维纳米材料的方法 | |
| CN106086959B (zh) | 一种电化学还原沉积铝制备铝热剂的方法 | |
| EP3278981B1 (en) | Antistatic sheet, and packaging material and electronic device that include the same | |
| CN105659413A (zh) | 用于生产薄膜的湿式方法 | |
| CN100552843C (zh) | 用于固体电解电容器中的电容器元件的制造方法 | |
| CN106486288A (zh) | 植入式电容器及其制备方法 | |
| CN101937821B (zh) | 真空设备荧光屏及该荧光屏的无胶制作方法 | |
| CN107002248A (zh) | 用于湿法沉积薄膜的方法 | |
| CN115418028A (zh) | 一种改性钛酸钡纳米线及其高介电复合材料的制备方法 | |
| JPS60209243A (ja) | 壁貫通開口を有する中空微球体及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170308 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |