一种微流控系统及其制备工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种微流控系统及其制备工艺，所述微流控系统主要由微流控芯片和柔性电池芯片构成，所述柔性电池芯片包括基体和位于基体上的齿形区，在齿形区的表面设置有交叉指型集流体，所述交叉指型集流体的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，所述交叉指型集流体的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线平行，在所述交叉指型集流体的指部上还覆盖有正/负极活性物质。本发明专利技术主要将3D打印和微纳米加工技术相结合，快速制作出能量密度高、体积小、集成度高、可反复弯折的三维电池系统，所述三维电池系统与微流控芯片构成一个整体，可以直接给微流控芯片供电。

A microfluidic system and its preparation process

The invention discloses a microfluidic system and its preparation process, the microfluidic system is mainly composed of microfluidic chip and flexible battery chip, the flexible battery chip comprises a substrate and a tooth shaped area located on the substrate, the surface area is provided with a tooth shaped cross finger type collector, the interdigital set root and tooth shape of the top of the triangle area fluid line perpendicular to the cross finger type collector that department is located in the two triangle surface and the top of the triangle waist line is parallel to the cross finger type collector fingers are also covered with positive / negative active material. The 3D print and micro nano processing technology combined with fast to produce high energy density, small size, high integration, repeated bending 3D cell system%, the three-dimensional cell system with microfluidic chip to form a whole, can be directly to the microfluidic chip power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种微流控系统及其制备工艺
本专利技术属于微流控
，尤其涉及一种微流控系统及其制备工艺。
技术介绍
微流控是指在十几微米到几百微米宽的沟道系统中对流体或气体进行操控的技术。以微流控技术为核心、通过MEMS技术加工出的应用于生物、化学、生物医学等领域的芯片型微全分析系统被称为微流控芯片。微流控芯片技术主要优势有：所需样品体积小、检测效率高、使用成本低且易于和其他技术设备集成，具有良好的兼容性、未来的发展方向是实现便携式检测。但是对于集成度较高的微型化系统，如何找一款能够与其匹配的微型化能源供应装置是目前遇到的问题。虽然市面上已经有了很多关于微型电池、柔性电池的产品，但是他们的制造工艺很多都有待改善，需要更多的创新技术对其进行变革。例如美国的Thinergy公司出品的MEC225型号的微型电池，开放电路为4.1V，平面尺寸为12.7mm×12.7mm，厚度为0.17mm，电池的额定容量0.13mAh。这个产品在微型电池领域已经是最可靠、最具代表性的产品之一。可是其面向的领域更多的是电子产品，如手机、电脑等，其制造工艺多数还采用薄膜锂电池的制造工艺，还不能满足更多产品可定制化的需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控系统，主要由微流控芯片和柔性电池芯片构成，其特征在于：所述柔性电池芯片包括基体和位于基体上的齿形区，在齿形区的表面设置有交叉指型集流体，所述交叉指型集流体的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，所述交叉指型集流体的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线平行，在所述交叉指型集流体的指部上还覆盖有正/负极活性物质。

【技术特征摘要】
1.一种微流控系统，主要由微流控芯片和柔性电池芯片构成，其特征在于：所述柔性电池芯片包括基体和位于基体上的齿形区，在齿形区的表面设置有交叉指型集流体，所述交叉指型集流体的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，所述交叉指型集流体的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线平行，在所述交叉指型集流体的指部上还覆盖有正/负极活性物质。2.根据权利要求1所述的微流控系统，其特征在于：还包括上盖，所述上盖也具有齿形区，所述上盖的齿形区与所述柔性电池芯片的齿形区相互吻合，从而形成电解液的存储空间,优选地，所述三角形的两腰面具有向内凹的沟渠，所述交叉指型集流体和所述正/负极活性物质位于所述沟渠内,优选地，所述三角形的峰高为50～3000μm，所述三角形的底边边长为100～5000μm,优选地，所述三角形的底边位于所述基体的中分面上,优选地，所述集流体分为正极集流体和负极集流体，正极集流体的底层为镍或者铬，表层为铝，负极集流体的底层为镍或者铬，表层为铜,进一步地，在集流体两侧设置有超疏水通道，水滴在所述超疏水通道的疏水角为140～160°,优选地，所述正/负极活性物质中的其中一种物质呈“U”型覆盖在正极或负极集流体上，另一种物质呈“T”型覆盖在负极或正极集流体上,优选地，所述微流控芯片和所述柔性电池芯片凹凸配合，构成一个整体,进一步地，所述凹凸配合方式为齿形、铆钉型、T型或圆形中的至少一种。3.一种微流控系统的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将PDMS胶倒入模具中制作微流控芯片基体、柔性电池芯片基体以及上盖，使得成型后的柔性电池芯片基体和上盖具有齿形区；步骤二，在微流控芯片基体上制作微流控系统，得到微流控芯片；步骤三，在柔性电池芯片基体的齿形区涂覆光刻胶，压上光刻模板，再利用紫外光刻机光固化，然后在固定掩膜的遮挡下在齿形区溅射金属，生长出正/负极集流体，所述正/负极集流体呈交叉指型分布，其中正/负极集流体的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，正/负极集流体的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线平行，清洗光刻胶，然后将正/负极浆料分别打印在正/负极集流体上，得到柔性电池芯片；步骤四，利用上盖将微流控芯片和柔性电池芯片封装在一起，所述上盖与柔性电池芯片的齿形区相互吻合，其内部空隙构成电解液的存储空间。4.根据权利要求3所述的微流控芯片的制备工艺，其特征在于：步骤一中，所述微流控芯片基体采用透气性PMDS一体成型，所述柔性电池芯片基体采用不透气性PMDS一体成型，优选地，成型后的柔性电池芯片基体的齿形区具有交叉指型的沟渠，所述沟渠的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，所述沟渠的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线相平行，所述正/负极集流体生长在所述交叉指型的沟渠中，优选地，所述三角形的峰高为50～3000μm，所述三角形的底边边长为100～50...

【专利技术属性】
技术研发人员：弥胜利，刘长勇，李柏翰，孙伟，李伟，杨帅涛，易晓满，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44