一种基于耗电量可视功能的蓄电池制造技术

本发明专利技术公开了一种基于耗电量可视功能的蓄电池，该蓄电池安装有电致变色器件及与电致变色器件串联的电源模块和控制模块，电源模块提供电致变色器件的工作电源，控制模块调节电致变色器件的电流大小，利用电致变色原理实现蓄电池的耗电量查看面板的连续透光率变化，可以实现该蓄电池耗电量的连续可视查看调节，该电致变色器件采用固态互补型结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料，通过结构以及材料制备工艺的优化，提高了器件的灵敏度及着色效率，变色与褪色速率快，使得该蓄电池在着色态光透过率大大减小，并且增大了光调节范围，实现蓄电池耗电量显示的连续快速可调功能，且使用简单、方便，利于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蓄电池领域，具体涉及一种基于耗电量可视功能的蓄电池。
技术介绍
蓄电池是一种化学能转换为电能的装置，按照可循环充电的设计，通过可逆的化学反应实现再充电，实现其循环工作。然而，现有的蓄电池的耗电量的查看面板一般只能通过显示/非显示实现，而不能够连续调节其显示效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术中的上述不足之处而提供一种基于耗电量可视功能的蓄电池。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：本专利技术提供了一种基于耗电量可视功能的蓄电池，该蓄电池安装有电致变色器件及与电致变色器件串联的电源模块和控制模块，电源模块提供电致变色器件的工作电源，控制模块调节电致变色器件的电流大小，利用电致变色原理实现蓄电池的耗电量查看面板的连续透光率变化，可以实现该蓄电池耗电量的连续可视查看调节，节约能源、方便使用。所述蓄电池上安装有电致变色器件，此外还设置有与电致变色器件串联的电源模块和控制模块；该电源模块提供电致变色器件的工作电源；该控制模块通过调节电路中电流大小，以达到控制电致变色器件透光率的目的；所述电致变色器件采用固态互补型电致变色器件结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料；所述电致变色器件沿厚度方向从上到下依次由以下薄膜构成：ITO玻璃基底(1)、WO3多孔薄膜(2)、MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7)、WO3纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)、Au纳米粒子薄膜(5)、NiO多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(1)；所述Au纳米粒子薄膜厚度为16nm。优选地，所述电致变色器件的制备方法如下：步骤一，制备电致变色层WO3纳米薄膜：a)首先，取一定尺寸ITO玻璃基底(1)，经过丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，放入磁控溅射仪中，在本底真空低于1.5×10-3Pa、溅射电流为1.8A条件下，磁控溅射时间20min，得到900nm的W膜；b)然后，以镀有W膜的ITO玻璃为阳极，铂片为阴极，在0.2wt.％的NaF溶液中进行阳极氧化处理，电压为50V，时间为30min，阳极氧化处理后用去离子水清洗，得到具有多孔结构的W膜；c)在经过阳极氧化处理的ITO玻璃表面磁控溅射一层5nm的Ni膜作催化剂，将该ITO玻璃放入CVD管式炉中，在氩气和氢气作用下，400℃保温4h，生长WO3纳米线薄膜(3)，同时多孔W膜被氧化为WO3多孔薄膜(2)；步骤二，制备MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7)：将层状MnO2分散在四甲基氢氧化铵的水溶液中，于室温下搅拌后离心，得到的上清液为MnO2纳米片溶胶；将等体积的MnO2纳米片溶胶与HRP溶液5g/L的辣根过氧化物酶基溶液充分混匀后，用微量加样器将10μLMnO2纳米片溶胶与HRP混合溶液滴加于WO3多孔薄膜表面，干燥后即在WO3多孔薄膜表面得到MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7)；步骤三，制备离子存储层NiO多孔薄膜(6)：a)在500ml烧杯中将0.16mol硫酸镍、0.1mol高氯酸锂、0.03mol过硫酸钾溶于400ml去离子水,形成深绿色溶液，取一定尺寸ITO玻璃为基底，ITO玻璃背面用胶带封住,竖直放立在烧杯中,在300rpm的搅拌下将40ml氨水(25～28％)倒入,沉积时间为10min，取出后用去离子水冲洗干净,在80℃烘箱中干燥后,在200℃氢气保护下热处理2h，得到NiO薄膜；b)采用步骤一b中的阳极氧化法处理NiO薄膜，电压为30V，时间为25min，得到NiO多孔薄膜(6)；c)将带有多孔结构NiO薄膜的ITO玻璃放入喷金仪中，喷镀Au纳米粒子薄膜(5)；步骤四，制备溶胶型固态电解质(4)：室温下,先将0.2mol柠檬酸溶解在100ml无水乙醇中,再加入0.1mol正硅酸乙酯,然后加入5g碳酸锂和8g尿素并充分溶解,最后加入20g乙二醇以促进聚合反应的进行，将所得无色透明溶液加热到60O℃保温一定时间获得溶胶,溶胶的粘度随保温时间的延长而增大；步骤五，组装电致变色器件：将镀有NiO薄膜的ITO玻璃和镀有WO3薄膜的ITO玻璃相对放置，中间用绝缘体隔开，绝缘体厚度约1mm，边缘用环氧树脂密封，留一小孔用来注射电解液；然后将粘度约35cps的溶胶用注射器注入到两片ITO玻璃之间，将器件在80℃保温24h使溶胶聚合并完全固化，得到固态互补型电致变色器件。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1.结构方面：采用互补型电致变色器件结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料，在着色态，光透过率大大减小，增大了光调节范围；氧化镍薄膜同时作为离子存储层和变色层，简化了器件结构；2.WO3电致变色薄膜为多孔结构与纳米线结合，极大的增加了该材料的比表面积，有利于减小着色的响应时间，此外，在WO3多孔薄膜表面制备有MnO2辣根过氧化物酶薄膜，增强了电致变色器件的灵敏度，进而可以大大降低该蓄电池的反应时间；3.NiO薄膜为多孔结构结合Au纳米粒子，Au纳米粒子对NiO薄膜的着色起到催化作用，大大提高其着色效率，使得该蓄电池达到快速调节透光率的目的。附图说明利用附图对专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1为本专利技术电致变色器件的结构示意图。其中，1-ITO玻璃基底，2-WO3多孔薄膜，3-WO3纳米线薄膜，4-固态电解质，5-Au纳米薄膜，6-NiO多孔薄膜，7-MnO2辣根过氧化物酶薄膜。具体实施方式电致变色现象是指材料的光学属性(吸收率、透过率、反射率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆变化的现象，外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。其实质是一种化学可逆的反应过程。电致变色材料是一种新型的节能材料，为节能环保提供了一种新的途径。其在低能耗显示、电子纸、智能窗户等领域具有应用潜力，譬如在智能窗领域，根据环境温度、日照等情况，其可以调节玻璃的光学性能，起到节约室内能源消耗的作用。许多物质在受热、光照、外加电场等作用下，其颜色会发生变化，产生致色象。无机电致变色材料以过渡金属氧化物为主，其中三氧化钨是一种重要阴极电致变色材料，具有着色效率高、响应时间短、循环次数高等优点。三氧化钨薄膜有非晶态和晶态两种类型，非晶态三氧化钨薄膜的着色效率高、颜色转化快，但其结构松散，化学稳定性差，晶态三氧化钨结构紧密，化学稳定性好，但其着色效率和响应时间表现不如非晶态三氧化钨，然而，研究发现三氧化钨的电致变色性能很大程度上取决于其表面形貌与晶体结构。氧化镍是一种典型的阳极电致变色材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于耗电量可视功能的蓄电池，其特征在于：所述蓄电池上安装电致变色器件，此外还设置有与电致变色器件串联的电源模块和控制模块；该电源模块提供电致变色器件的工作电源；该控制模块通过调节电路中电流大小，以达到控制电致变色器件透光率的目的；所述电致变色器件采用固态互补型电致变色器件结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料；所述电致变色器件沿厚度方向从上到下依次由以下薄膜构成：ITO玻璃基底(1)、WO3多孔薄膜(2)、MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7)、WO3纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)、Au纳米粒子薄膜(5)、NiO多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(1)；所述Au纳米粒子薄膜厚度为16nm。

【技术特征摘要】
1.一种基于耗电量可视功能的蓄电池，其特征在于：所述蓄电池上安装电致变色器件，
此外还设置有与电致变色器件串联的电源模块和控制模块；该电源模块提供电致变色器件的
工作电源；该控制模块通过调节电路中电流大小，以达到控制电致变色器件透光率的目的；
所述电致变色器件采用固态互补型电致变色器件结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍
材料；所述电致变色器件沿厚度方向从上到下依次由以下薄膜构成：ITO玻璃基底(1)、WO3多孔薄膜(2)、MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7)、WO3纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)、
Au纳米粒子薄膜(5)、NiO多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(1)；所述Au纳米粒子薄膜
厚度为16nm。
2.根据权利要求1所述的蓄电池，其特征在于，所述电致变色器件的制备方法如下：
步骤一，制备电致变色层WO3纳米薄膜：a)首先，取一定尺寸ITO玻璃基底(1)，经
过丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，放入磁控溅射仪中，在本底真空低于1.5×10-3Pa、溅射
电流为1.8A条件下，磁控溅射时间20min，得到900nm的W膜；b)然后，以镀有W膜的
ITO玻璃为阳极，铂片为阴极，在0.2wt.％的NaF溶液中进行阳极氧化处理，电压为50V，
时间为30min，阳极氧化处理后用去离子水清洗，得到具有多孔结构的W膜；c)在经过阳
极氧化处理的ITO玻璃表面磁控溅射一层5nm的Ni膜作催化剂，将该ITO玻璃放入CVD
管式炉中，在氩气和氢气作用下，400℃保温4h，生长WO3纳米线薄膜(3)，同时多孔W
膜被氧化为WO3多孔薄膜(2)；
步骤二，制备MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7)：将层状MnO2分散在四甲基氢氧化铵的
水溶液中，于室温下搅拌后离心，得到的上清液为MnO2纳米片溶胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡雄，
申请(专利权)人：蔡雄，
类型：发明
国别省市：浙江;33