一种具有高表面积和高填隙容量的碳电极阵列的制备方法

摘要

本发明公开了属于微机电系统和微型电池领域的一种具有高表面积和高填隙容量的碳电极阵列的制备方法。在光刻胶中加入一定体积百分比的高聚物可膨胀微球并均匀混合，然后将其均匀涂覆在硅片、氮化硅、二氧化硅、石英玻璃或金属等衬底表面，经过前烘、曝光、显影等光刻工艺后，形成具有一定深宽比的图形化的厚膜光刻胶层，再进行光刻胶的热解碳化处理，在碳电极阵列中形成空洞，从而进一步增大了碳电极阵列的表面积和电解质容积，最后形成具有高表面积和填隙容积的碳电极阵列结构。本发明工艺简单、成本低廉，并能够使炭电极阵列的表面积和填隙容量同时得到明显提高。

主权项

1.一种具有高表面积和高填隙容量的碳电极阵列的制备方法，其特征在于：其实现方案包括三个步骤：1)将高聚物可膨胀微球加入到光刻胶中进行厚胶光刻先在光刻胶中加入体积百分比为0.1～30％的高聚物可膨胀微球并均匀混合，然后将其均匀涂覆在硅片、氮化硅、二氧化硅、石英玻璃或金属衬底表面，膜厚约几十～几百微米，经过前烘、曝光、显影的光刻工艺后，形成具有一定深宽比的图形化的光刻胶结构；2)加热膨胀将上述光刻胶结构置于80～300℃温度下前烘，这样一方面排除光刻胶中的有机溶剂，另一方面，由于可膨胀微球受热膨胀能够形成不可逆的中空结构，其中，在前烘期间，控制温度上限为300℃，由于微球受热显著膨胀，从而可以明显增加图形化光刻胶的膜厚；3)热解碳化将上述结构置于850～1150℃温度和非氧化性气体气氛下进行光刻胶的热解碳化处理，由于高聚物可膨胀微球的中空结构遭到破坏，将会在形成的碳电极阵列中形成空洞，从而进一步增大了碳电极阵列的表面积和电解质容积，最后形成具有高表面积和高填隙容积的炭电极阵列结构。