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一种具备可拉伸功能的弹性电致变色模块

2021-02-16 22:24:29

一种具备可拉伸功能的弹性电致变色模块

  技术领域

  本实用新型涉及电子材料领域,具体是一种具备可拉伸功能的弹性电致变色模块。

  背景技术

  电致变色是光电技术领域的一部分,目前正受到越来越多的关注和研究,且部分研究成果已经广泛应用,如汽车防眩后视镜、智能窗等。电致变色材料具有可变的可见光吸收特性,使其不仅在民用市场具有广泛的应用前景,更是在军事的智能伪装领域具有非常大的研究价值和应用空间,因此对于电致变色材料及技术的研究具有非常重要的意义。

  目前对于电致变色领域的研究主要分为材料和器件两个方面,大部分的研究主要集中在新的电致变色材料的研发和表征上,而对于电致变色器件的研究相对较少。电致变色器件现在主要以柔性或者刚性两种形态出现,还不足以满足对于智能穿戴、人体传感等方面的需求,而弹性可拉伸的的电致变色模块可以实现,且对于弹性电致变色器件的报道少之又少,因此研究和设计一种具备弹性可拉伸性能的电致变色器件具有很高的应用价值。

  实用新型内容

  本实用新型实施例的目的在于提供一种具备可拉伸功能的弹性电致变色模块,以解决上述背景技术中提出的问题。

  为实现上述目的,本实用新型实施例提供如下技术方案:

  一种具备可拉伸功能的弹性电致变色模块,包括第一弹性基体层和第二弹性基体层,所述第一弹性基体层和第二弹性基体层分别位于最上端和最下端,第一弹性基体层和第二弹性基体层之间设置有离子储存电极层、电解质层和变色电极层,电解质层位于中间位置,离子储存电极层位于电解质层和第一弹性基体层之间,变色电极层位于电解质层和第二弹性基体层之间,制备方法如下:将纳米金属线、电致变色材料、树脂粘结材料和溶剂等进行超声混合,然后通过涂布印刷的工艺涂布在弹性基体薄膜上,然后烘干制成具有弹性和导电功能的变色电极层薄膜或离子存储层薄膜;将凝胶电解质涂布于变色电极层薄膜上,然后将离子存储层薄膜贴合于凝胶电解质表面组装成为成品。

  作为本实用新型实施例进一步的方案:变色电极层和离子储存电极层均采用弹性导电材料制作,使得整体的拉伸性能更佳。

  作为本实用新型实施例进一步的方案:第一弹性基体层和第二弹性基体层的厚度均为10-1000μm。

  作为本实用新型实施例进一步的方案:第一弹性基体层和第二弹性基体层均采用聚氨酯薄膜、橡胶薄膜、有机硅树脂薄膜和聚乙烯薄膜中的任意一种制作。

  作为本实用新型实施例进一步的方案:变色电极层和离子储存电极层分别采用聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚吡咯及其衍生物中的一种或几种和纳米金属线材料混合制作。

  作为本实用新型实施例进一步的方案:变色电极层的厚度为300-800nm。

  作为本实用新型实施例进一步的方案:离子储存电极层的厚度为100-300nm。

  作为本实用新型实施例进一步的方案:电解质层的厚度为1-100μm,电解质层的基本组成为增塑剂、聚醚、锂盐、丙烯酸树脂、环氧树脂和酚醛树脂等中的多种材料组成。

  与现有技术相比,本实用新型实施例的有益效果是:

  本产品设计合理,具有拉伸功能,拓展了电致变色器件的应用前景以及应用领域,对于在智能穿戴甚至是军事伪装等领域都非常重要;

  本产品中的变色电极层可以根据需求灵活转边,具有可选择性,适用范围广。

  附图说明

  图1为具备可拉伸功能的弹性电致变色模块的结构示意图。

  其中:1-第一弹性基体层,2-离子储存电极层,3-电解质层,4-变色电极层,5-第二弹性基体层。

  具体实施方式

  下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

  实施例1

  一种具备可拉伸功能的弹性电致变色模块的制备方法,具体步骤如下:

  第一步:将40nm纳米金属线和聚噻吩衍生物制备的混合物分散于乙酸丁酯中,制备成50mg/mL的溶液,添加一定的PVB,PVB与纳米银线、变色聚合物的质量比例为1:1:1,超声,使其分散均匀,利用小型涂布设备将其涂布到1000μm厚的弹性聚氨酯基体上,烘干,得到具有弹性的变色电极层4,变色电极层4厚度为600-800nm。

  第二步:将高氯酸锂、碳酸丙烯酯、聚醚、碳酸丙烯酯按照6:1:2:1的质量比例混合均匀,利用涂布方式,将其涂布到变色电极层4之上,得到电解质层3,烘干。

  第三步:将离子储存电极层2的材料聚吡咯材料和纳米金属线的混合溶液利用涂布设备涂布到500μm弹性聚氨酯基体上,制备成具有弹性的离子储存电极层2,200~300 nm。

  第四步:将第三步中的离子储存电极层2与第二步制备的电解质层3相贴合,适当按压,得到成品。

  实施例2

  一种具备可拉伸功能的弹性电致变色模块的制备方法,具体步骤如下:

  第一步:将纳米金属线和聚苯胺衍生物的混合物分散溶于甲苯,制备成50mg/mL的溶液,添加一定的PVB,PVB与纳米银线、变色聚合物的质量比例为1:2:2,超声,使其分散均匀。利用小型涂布设备将其涂布到150μm弹性聚乙烯薄膜上,烘干,得到具有弹性的变色电极层4,变色电极层4厚度为500-600nm。

  第二步:将高氯酸锂、碳酸丙烯酯、聚醚、碳酸丙烯酯按照6:1:2:1质量比例混合均匀,利用涂布方式,将其涂布到变色电极层4之上,得到电解质层3,烘干。

  第三步:将离子储存电极层2的材料聚噻吩和纳米金属线溶液利用涂布设备涂布到1000μm的弹性聚氨酯上,制备成具有弹性的离子储存电极层2,100~200 nm。

  第四步:将第三步的离子储存电极层2与第二步制备的电解质层3相贴合,适当按压,得到成品。

  实施例3

  一种具备可拉伸功能的弹性电致变色模块的制备方法,具体步骤如下:

  第一步:将纳米金属线和聚苯胺衍生物制备的变色聚合物溶于N-甲基吡咯烷酮,制备成30mg/mL的溶液,添加一定的PVB,PVB与纳米金属线、变色聚合物的质量比例为1:1:2超声,使其分散均匀。利用小型涂布设备将其涂布到500μm厚的弹性有机硅薄膜上,烘干,得到具有弹性的变色电极层4,变色电极层4厚度为300-500nm。

  第二步:将高氯酸锂、碳酸丙烯酯、聚醚、碳酸丙烯酯按照6:1:2:1的质量比例混合均匀,利用涂布方式,将其涂布到变色电极层4之上,得到电解质层3,烘干。

  第三步:将离子储存电极层2的材料PEDOT:PSS溶液利用涂布设备涂布到300μm厚弹性聚氨酯上,制备成具有弹性的离子储存电极层2,100~200 nm。

  第四步:将递三步离子储存电极层2与第二步制备的电解质层3相贴合,适当按压,得到成品。

  以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

  此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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