一种电致变色复合负极及其可调控着、褪色器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电致变色复合负极及其可调控着、褪色器件。该复合负极包括基底板，在该基底板的中间沉积有氧化钨，构成电致变色层；在该基底板的其余位置附着有磷酸铌或磷酸钛锂，构成储电层；所述的电致变色层与储电层厚度相同且相互接触。其可调控着、褪色电致变色器件，包括负极、正极以及密封于二者之间的电解质；所述的负极为上述的电致变色复合负极。本实用新型专利技术可以通过选配不同的电阻来调整变色时间，实现了储电与变色的一体化，使变色材料着色和褪色的可调控。

【技术实现步骤摘要】
一种电致变色复合负极及其可调控着、褪色器件
本技术属于电致变色应用
，具体涉及一种电致变色复合负极及其可调控着、褪色器件。
技术介绍
电化学储能作为一种环保的储能技术，是解决现在传统能源危机以及环境问题的最有潜力的能源技术，同时作为可移动电子器件、电动汽车、智能电网的关键技术，在新能源开发和利用，以及新能源汽车的发展等国家战略新兴产业上具有重要意义。经过多年的研究和发展，电致变色技术已被应用于建筑玻璃、汽车防眩后视镜、飞机舷窗等领域。目前，探索时间成本和经济效益双赢的技术路线和工艺流程，拓展应用领域(与其他技术相结合)并开发出相关的实用性产品将成为电致变色技术发展的趋势。而如何有效的将二次锂离子电池与电致变色技术相结合制备具有多种功能的智能器件应用到现代化建设当中将成为今后发展的重要方向。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术提供一种电致变色复合负极及其可调控着、褪色器件，旨在实现有效调控电致变色材料着色与褪色的速率，解决了现有的变色材料着色和褪色的不可调控性。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种电致变色复合负极，包括基底板，在该基底板的中间沉积有氧化钨，构成电致变色层；在该基底板的其余位置附着有磷酸铌或磷酸钛锂，构成储电层；所述的电致变色层与储电层厚度相同且相互接触。进一步，所述的基底板为ITO导电玻璃、ITO柔性PET或FTO导电玻璃。进一步，所述的基底板的面积为1.5cm×2.0cm。进一步，所述的电致变色层呈圆形，其直径为9mm。一种可调控着、褪色电致变色器件，包括负极、正极以及密封于二者之间的电解质；其特征在于，所述的负极为上述的电致变色复合负极。进一步，所述正极的材质为钴酸锂或磷酸铁锂。进一步，所述的电解质为浓度为0.5mol/L的双三氟甲烷磺酰亚胺锂的聚乙二醇二甲醚溶液。进一步，在所述的负极、正极之间还设置有隔膜，如锂离子电池中常用的3051型隔膜。进一步，在所述的负极、正极之间串联有电阻，形成闭合电路，随着负极、正极之间的电压变化，所述电致变色层的颜色浓度发生变化。进一步，所述的电阻为温敏电阻电阻或贴片电阻。与现有的技术相比，本技术具有如下有益效果：1、能够准确有效的控制氧化钨的着色和褪色速率，相比于之前所报道的通过添加氧化剂如双氧水或者次氯酸钠将氧化钨在几秒甚至更短时间内褪色，本方法具有较好的可控性和实用性，并且采用锂离子电池进行组合，结构简单，易于实现。2、通过调节电致变色薄膜正负极的载量，实现氧化钨着色过程的快慢以及蓝色的保持时间，通过改变外接电阻的大小，可以控制薄膜电池的褪色时间；3、由于该薄膜电池采用的是醚类电解液PEGDME500，该电解液具有10度左右的溶点，熔点之下，锂离子电导率大大降低，这是由于锂离子在电池中处于束缚态，没有外接电阻的情况下，该电池的自放电速率大大降低，着色的氧化钨一直处于保持蓝色的情况，该蓝色的持续时间可以作为指示剂用于指示低温冷藏产品的保质期限；而在熔点之上时，锂离子电导率逐渐升高，自放电速率加快，着色的氧化钨开始自放电，自放电的速度随着温度的升高而加快，直至工作电极和对电极之间的电压差达到一定值，着色的氧化钨退变成无色。4、除了上述方法控制电致变色薄膜的褪色之外，通过外接电阻也可以方便的控制其褪色速率，褪色速率的大小与串联的电阻成反比，该方法可根据实际需要调控褪色速率，安全环保。5、电致变色薄膜的工作电极层的电致变色材料选用三氧化钨，通过电沉积氧化钨设备简单，成本便宜，制备方便，变色响应快速，颜色变化高度灵敏、有较高的循环寿命和稳定的化学特性。6、所制备的智能器件制备简单，薄膜厚度较小，占用空间小，适用于不同应用领域中。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为电致变色复合负极的结构示意图；图2为可调控着、褪色电致变色器件的示意图；附图中：1—可调控着、褪色电致变色器件；10—基底板；11—储电层；12—电致变色层；13—正极；14—电解质；2—电阻。具体实施方式下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。实施例：一种电致变色复合负极，如图1所示，包括基底板10，在该基底板10的中间沉积有氧化钨，构成电致变色层12；在该基底板10的其余位置附着有磷酸铌或磷酸钛锂，构成储电层11；所述的电致变色层与储电层厚度相同且相互接触。作为优化，所述的基底板10为ITO导电玻璃、ITO柔性PET或FTO导电玻璃。作为优化，所述的基底板10的面积为1.5cm×2.0cm。作为优化，所述的电致变色层12呈圆形，其直径为9mm。可采用以下方法加工：1)将1.5cm×2.0cm大小的ITO导电玻璃，ITO柔性PET，或者FTO导电玻璃在去离子水，无水乙醇，丙酮中各超声清洗5min，晾干，然后在空气等离子体中清洗2min。2)裁剪1.5cm×1.6cm大小的PET膜并在中间打直径为9mm的孔，并将裁剪好的PET膜贴于处理好的ITO导电玻璃、ITO的PET薄膜，或者FTO导电玻璃上。3)将上述覆盖有PET膜的ITO导电玻璃、ITO的PET薄膜,或者FTO导电玻璃作为基底,进行恒压电沉积，使只有中间打孔位置有氧化钨的ITO沉积。4)除去PET膜，采用丝网印刷将磷酸铌的导电浆料刷至三氧化钨周围的ITO导电玻璃，ITO柔性PET，或者FTO导电玻璃上。一种可调控着、褪色电致变色器件1，如图2所示，包括负极、正极13以及密封于二者之间的电解质14；其特征在于，所述的负极为上述的电致变色复合负极。本技术中的可调控着、褪色电致变色器件本质上是一种薄膜锂电池，由于负极具有电致变色层，使该器件集储电、电致电色于一体。作为优化，所述正极13的材质为钴酸锂或磷酸铁锂。作为优化，所述的电解质14为浓度为0.5mol/L的双三氟甲烷磺酰亚胺锂的聚乙二醇二甲醚溶液。作为优化，在所述的负极、正极13之间还设置有隔膜，如锂离子电池中常用的3051型隔膜。作为优化，在所述的负极、正极13之间串联有电阻2，形成闭合电路，随着负极、正极之间的电压变化，所述电致变色层的颜色浓度发生变化。进一步，所述的电阻2为温敏电阻或贴片电阻。本技术中的可调控着、褪色电致变色器件本质上是一种薄膜锂电池，其外接电源充电将锂离子嵌入到氧化钨以及磷酸铌中，工作电极和对电极之间的电压差发生变化，充电电流密度决定氧化钨的变蓝速度，由于磷酸铌的电压平台在2.0V左右，而氧化钨在2.6—2.0V(vsLi+/Li)发生还原，所以在充电过程中，随着工作电极和对电极之间的电压差加大，通过可视化的电极孔可以看到氧化钨颜色逐渐变蓝；待到截止电压2V时，氧化钨的颜色趋于一种深蓝色，利用电致变色薄膜本身的内阻，电池内部发生较微弱的漏电流，漏电流的大小与氧化钨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电致变色复合负极，其特征在于，包括基底板，在该基底板的中间沉积有氧化钨，构成电致变色层；在该基底板的其余位置附着有磷酸铌或磷酸钛锂，构成储电层；所述的电致变色层与储电层厚度相同且相互接触。

【技术特征摘要】
1.一种电致变色复合负极，其特征在于，包括基底板，在该基底板的中间沉积有氧化钨，构成电致变色层；在该基底板的其余位置附着有磷酸铌或磷酸钛锂，构成储电层；所述的电致变色层与储电层厚度相同且相互接触。2.根据权利要求1所述的电致变色复合负极，其特征在于，所述的基底板为ITO导电玻璃、ITO柔性PET或FTO导电玻璃。3.根据权利要求2所述的电致变色复合负极，其特征在于，所述的基底板的面积为1.5cm×2.0cm。4.根据权利要求3所述的电致变色复合负极，其特征在于，所述的电致变色层呈圆形，其直径为9mm。5.一种可调控着、褪色电致变色器件，包括负极、正极以及密封于二者之间的电解质；其特征在于，所述的负极为权利要求1-4任一所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫河，
申请(专利权)人：闫河，
类型：新型
国别省市：陕西,61