基于PI 的3D 叉指電極對(duì)稱微型電容器的制備及性能

紀(jì)偉偉，高鵬，劉寶成，孟占昆，王赫，劉興江

（1 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所 化學(xué)與物理電源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300384；2 天津大學(xué) 電氣自動(dòng)化與信息工程學(xué)院，天津 300072）

近年來(lái)，便攜式、可穿戴電子設(shè)備和微納電源系統(tǒng)的需求迅速增加，其發(fā)展迅猛，正朝著薄、輕、靈活的多功能集成方向發(fā)展［1-3］，在民用領(lǐng)域和軍用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景［4-5］。中國(guó)、美國(guó)、日本、歐洲等均將發(fā)展便攜式和柔性可穿戴裝備列為重大發(fā)展需求，促使容量大、體積小、輕量化的柔性微型儲(chǔ)能器件快速發(fā)展。對(duì)于智能可穿戴裝備來(lái)說(shuō)，小尺寸高性能的柔性電源一直是亟需解決的問(wèn)題［6］。對(duì)于便攜式設(shè)備來(lái)說(shuō)，迫切需要開發(fā)微型化、輕量化的柔性高性能微型儲(chǔ)能器件［7-8］，因此，柔性微儲(chǔ)能器件的研究具有非常重大的戰(zhàn)略意義，成為近年來(lái)儲(chǔ)能領(lǐng)域的研發(fā)重點(diǎn)。微型超級(jí)電容器（micro-supercapacitor，MSC）作為一種新型儲(chǔ)能器件，因其高功率密度、快充電速率和長(zhǎng)循環(huán)壽命的優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注［9-11］。傳統(tǒng)的MSC 是三明治式結(jié)構(gòu)，起源于2001 年，三明治結(jié)構(gòu)的平面2D 微型超級(jí)電容器存在離子傳輸距離長(zhǎng)、柔韌性差，且集成在微電子器件的過(guò)程復(fù)雜難控等問(wèn)題，限制了它作為化學(xué)儲(chǔ)能裝置的應(yīng)用。因此，制備微型具有三維結(jié)構(gòu)圖案的超級(jí)電容器是解決上述問(wèn)題的絕佳方案［12-14］。3D 微型叉指電容器主要是由金屬叉指電極作為集流體和構(gòu)筑的3D 叉指電極構(gòu)成，這種叉指設(shè)計(jì)不僅可以做成微型化，而且能在有限區(qū)域內(nèi)提高電極材料的比表面積，可實(shí)現(xiàn)電子離子轉(zhuǎn)移路徑較短且具有較小的內(nèi)阻，表現(xiàn)出優(yōu)越的電荷轉(zhuǎn)移特性，且易與其他微型器件集成構(gòu)成微系統(tǒng)。

目前為止，MSC 的制備工藝主要有光刻技術(shù)［15］、噴墨印刷［16-17］、絲網(wǎng)印刷［18-19］、激光技術(shù)［20-21］、轉(zhuǎn)印技術(shù)［22-23］等。光刻技術(shù)因高分辨率、與傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)兼容、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于制造微納器件，但是其制備工藝具有化學(xué)毒性、易造成環(huán)境污染，是一種高成本、耗時(shí)、復(fù)雜工藝的傳統(tǒng)方法。噴墨印刷法可以提供非接觸式的工藝，操作簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境環(huán)保，且可以制作任意形狀，成本相對(duì)較低，例如，Liu 等印刷了PEDOT：PSS-CNT/Ag 作為電極來(lái)制造對(duì)稱的MSCs［24］，Zhang 等利用商用打印機(jī)在紙上制備了全噴墨打印固態(tài)柔性對(duì)稱MSCs［25］。當(dāng)前的噴墨印刷和絲網(wǎng)印刷法，穩(wěn)定前驅(qū)體油墨的制備和印刷精度仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，限制其廣泛應(yīng)用［26-27］。激光技術(shù)通過(guò)激光誘導(dǎo)制備MSCs，具有無(wú)模板化、靈活和簡(jiǎn)化等優(yōu)點(diǎn)，是制造叉指電極MSCs 非常有吸引力的方法［28-31］。但是，這種技術(shù)制備的碳基活性材料，比電容低、電壓窗口小（一般＜1 V），限制了器件的能量密度，因此該方法難以廣泛應(yīng)用。轉(zhuǎn)印采用3D 打印印章和調(diào)控墨水可以設(shè)計(jì)出各種圖案，是一種制造MSCs 簡(jiǎn)單、低成本的印刷電子技術(shù)［32］，但是制作合適的壓印模板既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。因此，有必要開發(fā)一種簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展和環(huán)境友好的工藝來(lái)制造MSCs。

本工作提出了利用半導(dǎo)體與電流體噴印相結(jié)合的簡(jiǎn)易控制工藝制備3D 叉指電極對(duì)稱微型電容器，電流體噴印是指通過(guò)誘導(dǎo)電場(chǎng)力作用進(jìn)行逐層疊加完成3D 打印制造，可制備出高幾何精度的電極圖案，電極的厚度可任意調(diào)節(jié)，且與半導(dǎo)體工藝相集成，是一種快速、低成本的芯片上微型電容器制造技術(shù)。本工作利用半導(dǎo)體工藝（電子束蒸發(fā)和掩膜互助法）制備金屬Ag 叉指集流體，采用富含含氧官能團(tuán)的活性炭材料作為活性電極材料，利用電流體噴印工藝通過(guò)控制電場(chǎng)強(qiáng)度、線寬、噴印層數(shù)等參數(shù)調(diào)制出性能較好的叉指電極，并且優(yōu)化柔性封裝工藝。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 富含含氧官能團(tuán)的活性炭材料的制備

首先稱取1 g 活性炭材料（YP50），將其放置于100 mL 的5 mol·L HNO3中，進(jìn)行1 h 磁力攪拌和2 h 超聲處理，然后采用去離子水，經(jīng)過(guò)離心洗滌3次，水溶液接近于中性，最后將所制備的材料放置于烘箱中80 ℃干燥6 h，得到富含含氧官能團(tuán)的活性炭材料。

1.2 凝膠電解質(zhì)的制備

首先將聚乙烯醇（PVA）溶于去離子水中，在90 ℃下攪拌2 h，得到均勻、低黏度的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的PVA 溶液，然后在同樣溫度、不斷攪拌的條件下，按照PVA∶離子液體（1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯鹽）質(zhì)量比1∶6 添加離子液體，攪拌2 h，得到凝膠電解質(zhì)。

1.3 柔性微型叉指電容器的制備

電子束蒸發(fā)法制備金屬Ag 叉指集流體：利用掩模版采用電子束蒸發(fā)法制備Ag 叉指集流體（10 指，指長(zhǎng)10 mm，指寬0.8 mm，間距1 mm，兩側(cè)主柵寬度2.5 mm），將PI 基底放置在模板上，置于電子束設(shè)備中，抽真空至1.8×10－4Pa，調(diào)控電子束流為1 A，蒸發(fā)時(shí)間為1 min，通過(guò)膜厚儀控制金屬集流體Ag 電極的厚度約為1 μm。

電流體噴印法制備叉指電極：將富含含氧官能團(tuán)的活性炭材料、導(dǎo)電顆粒SP 和黏結(jié)劑PVDF 在N-甲基吡咯烷酮（NMP）按照質(zhì)量比8∶1∶1 混合并攪拌均勻，然后用三輥研磨機(jī)研磨3 遍，直到墨水細(xì)膩光滑且在沒有外界壓力時(shí)不會(huì)發(fā)生形變，得到打印油墨。采用上述油墨進(jìn)行噴印電極：首先，將墨水轉(zhuǎn)移到噴印機(jī)的針管中，將壓力調(diào)節(jié)至200 kPa 左右，壓力的大小視油墨的黏稠程度有所改變，設(shè)置噴印機(jī)的針頭打印速度為6 mm·s－1，打印細(xì)絲間距為0.5 mm，打印細(xì)絲的直徑為0.1 mm，在金屬銀叉指電極的集流體上噴印5 層。然后將噴印好的電極前驅(qū)體轉(zhuǎn)移到凍干機(jī)中，冷凍干燥12 h，將凍干的電極前驅(qū)體轉(zhuǎn)移到烘箱中，在60 ℃下保持5 h，得到叉指電極。

柔性微型叉指電極電容器的制備：首先，采用導(dǎo)電銀膠與銅導(dǎo)線或者鎳極耳進(jìn)行連接，隨之將樣品放入80 ℃干燥箱中干燥2 h。其次，采用三層熱壓工藝先將極耳連接處熱壓到一起，之后熱壓封裝周邊，只留下一邊注入凝膠電解質(zhì)（采用移液槍，移取2 mL），再進(jìn)行24 h 真空脫泡處理，最后采用真空熱壓封裝最后的邊。

1.4 材料與器件的表征與測(cè)試

采用電子散射能譜（EDS，Model 550i）對(duì)元素及元素含量進(jìn)行分析。電極的表面形貌利用掃描電子顯微鏡（SEM，S4800）進(jìn)行表征。采用X 射線光電子能譜儀（XPS，PHI 1600），以MgKα 輻射為激發(fā)源，表征元素的化學(xué)鍵合狀態(tài)。拉曼光譜是由光譜儀（Invia，Renishaw）采用He-Ne 激光器發(fā)射的532 nm 激光進(jìn)行測(cè)試，漿料的表征采用流變儀（rheometer，RSX SST）進(jìn)行測(cè)試。

電容器的電化學(xué)性能采用電化學(xué)工作站（CHI660E）進(jìn)行循環(huán)伏安測(cè)試，在一定電壓范圍（0～2 V），掃描速率從1 mV·s－1到100 mV·s－1。采用藍(lán)電（CT2001A）測(cè)試儀在不同電流密度 0.1 mA·cm－2到1 mA·cm－2下進(jìn)行恒流充放電（galvanostatic charge discharg，GCD）。

2 結(jié)果與分析

2.1 硝酸處理對(duì)活性炭材料的影響

圖1（a-1），（b-1）分別是未處理的活性炭材料的低倍和高倍SEM 圖，將活性炭材料進(jìn)行硝酸氧化處理后得到材料的低倍和高倍SEM 圖，如圖1（a-2），（b-2）所示，通過(guò)對(duì)比分析處理前和處理后的材料，從低倍SEM 圖（圖1（a-1），（a-2））中對(duì)比可以看出，經(jīng)過(guò)硝酸處理后，材料的顆粒變碎，塊狀顆粒之間有小顆粒進(jìn)行填充，這主要是由硝酸處理過(guò)程中進(jìn)行攪拌和超聲引起的。從高倍SEM 圖（圖1（b-1），（b-2））對(duì)比可以看出，經(jīng)過(guò)硝酸處理的材料，大塊顆粒上富含多孔結(jié)構(gòu)，這可能是以硝酸氧化的形式引入炭表面上，這些豐富的多孔結(jié)構(gòu)增加了材料的比表面積。

圖1 未處理（1）和富含官能團(tuán)（2）的活性炭材料SEM 圖（a）低倍；（b）高倍Fig.1 SEM images of activated carbon material with untreated（1）and rich functional groups（2）（a）low-magnification;（b）high-magnification

通過(guò)Raman 和XPS 譜圖對(duì)硝酸處理的活性炭材料的結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)進(jìn)行表征與分析，結(jié)果如圖2 所示。圖2（a-1），（b-1）是材料的拉曼光譜，其兩個(gè)主要特征峰位于1335 cm－1和1558 cm－1，主要代表D 峰和G 峰的位置，D 峰是由材料的無(wú)序結(jié)構(gòu)引起的，來(lái)自石墨布里淵區(qū)K 點(diǎn)的聲子模式，G 峰是由sp2雜化碳原子的 E2g振動(dòng)模式引起的，來(lái)自定形石墨，兩峰的強(qiáng)度比（ID/IG）是衡量石墨類材料無(wú)序程度的一個(gè)重要參數(shù)，通過(guò)ID/IG比值，可以有效判斷材料的結(jié)構(gòu)無(wú)序程度［33-34］。據(jù)計(jì)算，圖2（a-1）中ID/IG的比值是0.89，反映了碳材料具有一定的石墨化程度，圖2（b-1）中ID/IG的比值是1.06，表明碳材料的無(wú)序度增加，分析原因可能主要是由硝酸處理引起的。圖2（a-2），（b-2）是材料的XPS 譜圖，從圖2（a-2）的C1s 分譜圖可以得到未處理的活性炭在284.6 eV 有峰，對(duì)應(yīng)于sp2的C—C 鍵，表明是活性炭材料，從XPS 擬合譜圖（圖2（b-2））可以得到，其C1s 可以清楚地?cái)M合成五個(gè)不同的峰，在284.8 eV 對(duì)應(yīng)于sp2的C—C 鍵，表明雜化石墨碳；在286.2 eV，代表羥基（C—OH）化學(xué)鍵；在287.6 eV 為環(huán)氧基（C—O—C）化學(xué)鍵，羰基（C=O）化學(xué)鍵在288.8 eV，羧基（COOH）化學(xué)鍵為290.1 eV，XPS 的結(jié)果表明硝酸處理的活性炭材料具有豐富的含氧官能團(tuán)［35-36］。

圖2 未處理（a）和富含官能團(tuán)（b）碳材料的Raman（1）和XPS（2）譜圖Fig.2 Raman（1）and XPS（2）spectra of carbon materials with untreated（a）and rich functional group（b）

2.2 金屬叉指集流體測(cè)試與分析

采用電子束蒸發(fā)法通過(guò)掩模版在柔性PI 襯底上制備得到金屬Ag 叉指集流體，如圖3（a）所示。金屬Ag 呈銀色，兩邊電極是對(duì)稱的，黃色是不導(dǎo)電的PI襯底。圖3（b）是金屬Ag 叉指電極的SEM 圖，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，電子束蒸發(fā)工藝制得的金屬Ag 表面比較平整，且沒有大顆粒團(tuán)簇，沒有明顯的裂縫，這樣利于活性物質(zhì)漿料的打印，并可保持集流體良好的導(dǎo)電性。

圖3 金屬叉指集流體Ag（b）實(shí)物圖；（b）SEM 圖Fig.3 Interdigital metal Ag current collector（a）real image;（b）SEM image

通過(guò)電子散射光譜（EDS）對(duì)金屬Ag 叉指電極進(jìn)行元素分析，如圖4 所示。從圖4 可以看出，叉指集流體含有C，O 和Ag 元素，C 和O 元素主要來(lái)自PI 襯底，Ag 元素的存在明確了所制備的叉指集流體電極為金屬Ag。金屬Ag 元素含量為15.14 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），將為電子提供良好的導(dǎo)電通道。

圖4 叉指集流體的EDS 表征Fig.4 EDS characterization of the interdigital current collector

2.3 油墨漿料的表征與分析

基于電流體噴印方式制備對(duì)稱叉指電極，合適的3D 打印油墨對(duì)構(gòu)建的電化學(xué)儲(chǔ)能器件性能至關(guān)重要，油墨的流變特性影響打印速度、打印形狀以及電極質(zhì)量等，決定了打印電極的可靠性和穩(wěn)定性。油墨在靜止時(shí)必須具有良好的形狀保持性，可以保證3D 電極的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。同時(shí)，油墨在擠壓時(shí)必須有足夠的流動(dòng)性，這樣確保能從打印針頭噴印出。本工作針對(duì)制備的打印油墨，使用流變測(cè)試儀對(duì)打印油墨進(jìn)行表征，研究了油墨黏性與角頻率的關(guān)系以及損耗模量、存儲(chǔ)模量與頻率之間的關(guān)系。圖5（a）是油墨黏性與角頻率的關(guān)系圖，顯示了油墨的黏度隨著角頻率的變化，表明其剪切稀釋行為。在較低的角頻率下，油墨的黏度較大，意味著油墨可以保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)而保證電極的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；在高角頻率下，油墨黏度趨近于0，意味著油墨在一定壓力下可以從噴印針頭內(nèi)流出。圖5（b）顯示了油墨儲(chǔ)存模量（G′）和損耗模量（G″）與頻率的關(guān)系圖。首先，儲(chǔ)能模量（G′）和損耗模量（G″）不隨頻率的變化而變化，表明油墨在靜止?fàn)顟B(tài)下相對(duì)穩(wěn)定；其次，儲(chǔ)存模量（G′）＞損耗模量（G″），表明油墨處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)表現(xiàn)為固體，這說(shuō)明制備的油墨適合3D 噴印工藝。圖5（c）是電流體噴印在金屬Ag 叉指集流體上的電極，從圖中可以觀察到，噴印的油墨由于其出色的流變性能保持穩(wěn)定的形態(tài)。

圖5 油墨漿料的表征圖和噴印電極實(shí)物圖（a）油墨黏性與角頻率的關(guān)系圖；（b）油墨的損耗模量和儲(chǔ)存模量與頻率的關(guān)系圖；（c）電流體噴印制備的電極照片F(xiàn)ig.5 Characterization images of printing ink and real image of jet printing electrode（a）diagram of ink viscosity and angular frequency;（b）relationship diagram of ink loss modulus and memory modulus with frequency;（c）electric fluid printing electrode image

2.4 封裝技術(shù)對(duì)比分析

針對(duì)微型叉指電容器器件的封裝研究，首先采用導(dǎo)電銀膠與銅導(dǎo)線進(jìn)行連接，因?yàn)閷?dǎo)電銀膠在干燥前流動(dòng)性較強(qiáng)不能完全地固定銅導(dǎo)線，所以先采用導(dǎo)電銅膠帶進(jìn)行輔助固定，銅膠帶固定后，將樣品放入干燥箱中在80 ℃下干燥2 h。注入電解質(zhì)后，將銅導(dǎo)線直接從電極上方采用熱壓的工藝封裝透明薄膜（可降解塑料），如圖6（a）所示，封裝后放置48 h，經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電銀膠和導(dǎo)電銅膠帶處會(huì)脫落導(dǎo)致連接不穩(wěn)定，同時(shí)細(xì)銅線部分也存在電解質(zhì)泄漏現(xiàn)象。因此對(duì)封裝工藝進(jìn)一步改進(jìn)，采用鎳極耳代替銅導(dǎo)線，將鎳極耳和導(dǎo)電銀膠與金屬Ag 集流體進(jìn)行粘連，并且用PI 膠進(jìn)行固定，PI 膠黏性相對(duì)較強(qiáng)，并可耐腐蝕和高溫。鎳極耳上粘極耳膠（聚乙烯（PE）），通過(guò)熱壓工藝將PE 與透明薄膜融合到一起，實(shí)現(xiàn)封裝不漏液。且放置48 h 后，微型叉指電容器器件不漏液，且多次彎曲后器件測(cè)試正常不會(huì)失效。

圖6 封裝對(duì)比圖（a）銅導(dǎo)線的封裝；（b）導(dǎo)電銀膠和鎳極耳的封裝Fig.6 Package comparison diagram（a）package of copper wires;（b）package of conductive silver glue and nickel tab

2.5 微型叉指對(duì)稱電容器的電化學(xué)性能分析

雖然水電解質(zhì)具有較高的離子導(dǎo)電性，但水的分解電壓只有1.23 V，這嚴(yán)重限制了微型電容器的能量密度和功率密度的提高，所以本工作采用具有耐腐蝕性可耐高壓的凝膠離子液體作為電解質(zhì)，進(jìn)行柔性封裝，封裝結(jié)果如圖7 所示。其中，圖7 是采用不同工藝參數(shù)Ag集流體分別制備的SC1，SC2，SC3 和SC4 微型叉指對(duì)稱電容器。SC1 微型對(duì)稱電容器的集流體金屬Ag 厚度為1 μm，電容器器件面積為1 cm2；SC2 微型對(duì)稱電容器的集流體金屬Ag 厚度為1 μm，電容器器件面積為2 cm2；SC3 微型對(duì)稱電容器的集流體金屬Ag 厚度為2 μm，電容器器件面積為2 cm2；SC4 微型對(duì)稱電容器的集流體金屬Ag厚度為3 μm，電容器器件面積為2 cm2。

圖7 不同工藝參數(shù)的叉指電極對(duì)稱微型電容器（a）SC1；（b）SC2；（c）SC3；（d）SC4Fig.7 Interdigital electrode symmetric microcapacitors with different process parameters（a）SC1;（b）SC2;（c）SC3;（d）SC4

為了比較不同工藝參數(shù)對(duì)微型叉指電容器電化學(xué)性能的影響，分別表征了1，2，3 號(hào)和4 號(hào)微型電容器在相同電壓窗口0～2 V，不同掃描速率下的CV圖，結(jié)果如圖8 所示?？梢钥闯?，所有電容器器件的CV都顯示出不對(duì)稱的紡錘形，這是因?yàn)榛钚蕴康南跛嵫趸m然提高了材料的活性，但導(dǎo)致炭顆粒之間的阻抗增大，阻礙了離子從電解質(zhì)到電極材料的轉(zhuǎn)移。值得注意的是，圖8（c）顯示出更規(guī)則、面積更大的紡錘形，這表明SC3 電容器中的電荷轉(zhuǎn)移速度更快。除此之外，從1 mV·s－1到100 mV·s－1的掃描速率增大過(guò)程中，SC3 保持著更規(guī)則的紡錘形，表明SC3 電容器具有更出色的倍率性能。

圖8 四種型號(hào)微型電容器的CV 測(cè)試（a）SC1；（b）SC2；（c）SC3；（d）SC4Fig.8 CV test of four types microcapacitors（a）SC1;（b）SC2;（c）SC3;（d）SC4

為了進(jìn)一步研究制備工藝參數(shù)對(duì)柔性3D 叉指對(duì)稱微型電容器電化學(xué)性能的影響，系統(tǒng)研究了不同器件在不同電流密度下的充放電曲線，如0.1，0.2，0.5 mA·cm－2和1 mA·cm－2，結(jié)果如圖9 所示。值得注意的是，圖9（c）顯示了SC3 電容器在相同電流密度時(shí)，相比于其他器件，具有更長(zhǎng)的充放電時(shí)間，這表明SC3 具有更好的電化學(xué)儲(chǔ)能能力，這可能是因?yàn)榻饘貯g 集流體厚度為2 μm 的工藝參數(shù)下制備叉指電極可以使單位面積內(nèi)富氧活性炭達(dá)到電化學(xué)儲(chǔ)能能力的高點(diǎn)。除此以外，在不同電流密度時(shí)，SC3 電容器都呈現(xiàn)出相對(duì)對(duì)稱的三角形，這意味著SC3具有更加優(yōu)秀的電容行為。

圖9 四種型號(hào)微型電容器的GCD 測(cè)試（a）SC1；（b）SC2；（c）SC3；（d）SC4 Fig.9 GCD test of four types microcapacitors（a）SC1;（b）SC2;（c）SC3;（d）SC4

圖10（a）顯示了四個(gè)器件在不同電流密度的比電容，即倍率性能，表明了在0.1 mA·cm－2時(shí)各器件可以達(dá)到最高的面積比電容，SC1，SC2，SC3 和SC4 的面積比電容分別為16.3，14.1，22.3 mF·cm－2和20.8 mF·cm－2，其中SC3 具有最高的面積比電容。循環(huán)壽命圖（圖10（b））表明SC3 在2000 周次充放電循環(huán)后具有96%的電容保持率。除此以外，不同器件功率和能量密度圖（圖10（c））顯示SC3 具有更高的功率和能量密度，在0.1 mW·cm－2的功率密度下SC3 具有0.01147 mWh·cm－2的能量密度。上述結(jié)果證明SC3叉指微電容更具有應(yīng)用的潛力。

圖10 四種型號(hào)微型電容器的電化學(xué)性能（a）倍率性能圖；（b）循環(huán)壽命圖；（c）功率和能量密度圖Fig.10 Electrochemical characteristics of four types microcapacitors（a）rate capacity;（b）cycling performance;（c）power and energy density diagram

3 結(jié)論

（1）金屬Ag 叉指電極厚度為2 μm，電容器面積為2 cm2的工藝參數(shù)下，MSC 器件表現(xiàn)出最優(yōu)的面積電容22.3 mF·cm－2（0.1 mA·cm－2）和相應(yīng)的高能量密度0.01147 mWh·cm－2。

（2）通過(guò)優(yōu)化封裝工藝，MSC 也獲得了較長(zhǎng)循環(huán)壽命，在2000 周次充放電循環(huán)后，其電容保持率為96%，表現(xiàn)出可靠的應(yīng)用性。這種簡(jiǎn)易控制的制備工藝給微型MSC 在微小型化電子產(chǎn)品中的應(yīng)用提供更多的途徑。