1. 研究目的与意义（文献综述）

近十年来，电子器件的微型化极大地促进了电子设备的发展，作为电子设备的核心元件之一，微型储能器件成为了研究热点，它是发展便携式电子产品、无线网络传感器以及集成化微电子系统的关键。高性能微型储能器件被广泛研究和应用于免维护可植入生物传感器、环境传感器、纳米机器人和微型电化学系统以及便携/可穿戴个人电子设备等领域中,显示出极广阔的研究前景与极高的商业价值。

微型超级电容器作为重要的微型能源储存器件，具有功率密度高、循环寿命长以及环境友好的优点，但是由于其能量密度过低，目前很难应用于微型、小型化设备中。如何提高微型超级电容器的能量密度成为了储能领域研究的热门话题。

近年来高能量密度微型储能器件的研究中，采用高比容量电极材料、优化电极微结构、应用离子液体电解质、非对称/混合型器件构筑等方法，可极大提升微型储能器件的能量密度。

2. 研究的基本内容与方案

近年来在高能量密度微型储能器件的研究中，采用高比容量电容器材料、优化电极微结构、应用离子液体电解质、非对称/混合型器件构筑等方法，可极大提升微型储能器件的能量密度。

本论文研究工作利用氮化钒与磷酸铁锂分别作为锂离子电容器的负极和正极，在微电极的构筑过程中，使用水热法以合成磷酸铁锂，采用水热法与氨气煅烧的方法制备氮化钒，并通过调控活性物质、光刻胶和稀释液的配比，经过搅拌和超声后，获得分散均匀、粘度适中的活性物质/光刻胶复合材料，以此法制备了磷酸铁锂/光刻胶复合材料与氮化钒/光刻胶复合材料。将复合材料于洁净的硅基板表面上匀胶，得到表面均匀光滑无颗粒的薄膜，烘干后采用紫外光刻技术制作叉指型微图案，并经对准套刻、显影和热解碳化制得基于非对称微电极的微型锂离子电容器。

该微型锂离子电容器采用磷酸铁锂为正极，氮化钒为负极，氯化锂作为电解液，并采用xrd、sem、tem等材料分析测试手段对复合材料微电极的物相和显微结构进行表征，采用cv、gcd和eis等电化学测试手段对这一微型锂离子电容器的电化学性能进行测试分析，旨在得到这一集成式的高能量密度微型锂离子电容器。

3. 研究计划与安排

第1－4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原材料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第5－8周：按照设计方案，制备磷酸铁锂与氮化钒纳米材料。并掌握基于光刻和热解碳化的carbon-mems工艺流程，制作微型锂离子电容器。

第9－12周：采用xrd、sem、tem等材料分析测试手段对复合材料微电极的物相和显微结构进行表征，采用cv、gcd和eis等电化学测试手段对微型锂离子电容器的电化学性能进行测试分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] dubal d, ayyad o, et al. hybrid energy storage: the merging of battery and supercapacitor chemistries[j]. chemical society reviews, 2015, 44: 867-884.

[2] lukatskaya m, dunn b, et al. multidimensional materials and device architectures for future hybrid energy storage[j]. nature communications, 2016, 7: 12647.

[3] sun y, tang j, et al. hybrid lithium-ion capacitors with asymmetric graphene electrodes[j]. journal of materials chemistry a, 2017, 5: 13601-13609.