一种电极及其制作方法技术

本申请提供一种电极及其制作方法，属于电极技术领域。电极的制作方法，包括如下步骤：将基底置于含有钛源的醇类弱酸性溶液中，进行原位酸水解使基底的一表面形成二氧化钛过渡层。在二氧化钛过渡层的背离基底的表面形成电极层得到第一电极。第一电极置于金属盐溶液中，经二氧化钛光催化还原金属盐中的金属离子，在电极层内形成金属导电网络得到第二电极。此制作方法制得的电极在电极层和基底之间形成有二氧化钛过渡层，使基底、过渡层和电极层之间具有强的化学键作用，可以提高电极的层间结合力；同时通过光催化还原作用可形成金属导电网络提高电极导电性。

An Electrode and Its Fabrication Method

The present application provides an electrode and a manufacturing method thereof, which belongs to the field of electrode technology. The preparation method of the electrode includes the following steps: the substrate is placed in a weak acidic alcohol solution containing titanium source, and in situ acid hydrolysis is carried out to form a titanium dioxide transition layer on one surface of the substrate. The first electrode is obtained by forming an electrode layer on the surface of the titanium dioxide transition layer away from the substrate. The first electrode is placed in a metal salt solution, and the metal ions in the metal salt are reduced by photocatalysis with titanium dioxide. A metal conductive network is formed in the electrode layer to obtain the second electrode. The electrodes prepared by this method form a titanium dioxide transition layer between the electrode layer and the substrate, which makes the substrate, the transition layer and the electrode layer have strong chemical bonds, and can improve the interlayer bonding force of the electrodes. At the same time, the metal conductive network can be formed by photocatalytic reduction to improve the conductivity of the electrodes.

【技术实现步骤摘要】
一种电极及其制作方法
本申请涉及电极
，具体而言，涉及一种电极及其制作方法。
技术介绍
在柔性衬底上印刷石墨烯浆料能够获得柔性石墨烯电极，为了获得较好的印刷效果，通常需要在石墨烯浆料中添加表面活性剂和分散剂，但同时也降低了石墨烯电极的导电性。此外，用于印刷的柔性基底具有表面平滑的特点，使得印刷过程中浆料与基底之间的粘附性差，图案贴合性不稳固、易受外界环境温度、外力作用而脱落。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种电极及其制作方法，能够提高电极层与基底的附着力。第一方面，本申请实施例提供一种电极的制作方法，包括如下步骤：将基底置于含有钛源的醇类弱酸性溶液中，进行原位酸水解使基底的一表面形成二氧化钛过渡层。在二氧化钛过渡层的背离基底的表面形成电极层得到第一电极。使用之前，基底的两面均贴有保护膜，将其中一表面上的保护膜撕掉，将基底置于含有钛源的醇类弱酸性溶液中，使钛源在弱酸性条件下进行原位酸水解，得到具有微纳结构的二氧化钛过渡层，二氧化钛过渡层为微纳结构的二氧化钛颗粒，表面粗糙，过渡层与基底之间的层间结合力很好，将电极层形成在过渡层上以后，电极层与过渡层之间的层间结合力很好，使基底、过渡层和电极层之间具有强的化学键作用，可以提高电极的层间结合力。结合第一方面，在另一实施例中，钛源包括TiCl4、Ti(SO4)2和钛酸四丁酯中的至少一种。使用上述钛源，能够使其在醇类的弱酸性条件下进行原位酸水解，得到具有微纳结构的二氧化钛过渡层，且二氧化钛过渡层的厚度更加均匀。结合第一方面，在另一实施例中，醇类包括异丙醇、丙醇和乙醇中的至少一种。能够与钛源相互溶解，在弱酸条件下使钛源进行原位酸水解。结合第一方面，在另一实施例中，原位酸水解反应在冰水浴中进行0.5-3h。避免醇类溶剂挥发，使钛源的浓度一致，能够持续进行原位酸水解，得到二氧化钛过渡层。结合第一方面，在另一实施例中，二氧化钛过渡层的厚度为0.1μm-1μm。此厚度的二氧化钛过渡层能够与基底和电极层均具有很好的层间结合力，使电极层的附着力更佳。结合第一方面，在另一实施例中，将第一电极置于金属盐溶液中，经紫外光照射，使过渡层中的二氧化钛光催化还原金属盐中的金属离子，在电极层内形成金属导电网络得到第二电极。将第一电极置于金属盐溶液中后，金属盐溶液会浸入电极层内，金属盐溶液中的金属离子也会浸入到电极层内，使用二氧化钛过渡层中的二氧化钛在光催化作用下还原金属离子，使金属离子被还原成金属单质，也就是金属导电网络，由于金属盐溶液浸入电极层内，所以，金属导电网络在电极层内形成导电网络，防止金属导电网络的团聚，可以提高电极的导电性，使得到的电极的导电性能更佳。结合第一方面，在另一实施例中，金属盐溶液中还包括空穴捕获剂。空穴捕获剂的使用，能够使二氧化钛选择性还原金属离子，得到更加均匀的金属导电网络。结合第一方面，在另一实施例中，空穴捕获剂包括苯酚、草酸钠、草酸铵、碘化钾、木糖和三乙醇胺中的一种。使二氧化钛紫外光催化还原金属离子的效果更好。结合第一方面，在另一实施例中，金属盐包括铜盐、金盐、镍盐、铂盐和银盐中的至少一种。使得到的金属导电网络能够有效提高电极层的导电性。结合第一方面，在另一实施例中，形成电极层的方法，包括：将石墨烯浆料形成在二氧化钛过渡层的背离基底的表面得到石墨烯电极层。石墨烯电极层与二氧化钛过渡层的结合力更强。结合第一方面，在另一实施例中，形成二氧化钛过渡层之前，还包括：将基底进行粗糙化处理。使二氧化钛过渡层的形成效果更好，且能够提高基底、二氧化钛过渡层和电极层之间的层间结合力。第二方面，本申请实施例提供一种电极，由上述电极的制作方法制作得到。使得到的电极的层间结合力更好，避免电极层发生剥离、脱落等现象。第三方面，本申请实施例提供一种电极，从下到上依次包括基底、二氧化钛过渡层和电极层，其中，电极层内形成金属导电网络。使用二氧化钛过渡层，能够提高电极层与基底的结合力，使基底、二氧化钛过渡层和电极层的层间结合力更强，避免电极层的脱落或剥离，且电极层内形成金属导电网络，金属原子均匀分散在电极层内，可以提高电极层的电子传输能力，提高电极的导电性。结合第三方面，在另一实施例中，电极层为石墨烯电极层。石墨烯与金属导电网络配合，使电极层的导电效果更好，提高电极的导电性能。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本申请的保护范围。图1为本申请实施例提供的电极的层结构示意图；图2为本申请实施例2提供的二氧化钛过渡层的第一扫描电镜图；图3为本申请实施例2提供的二氧化钛过渡层的第二扫描电镜图。图标：110-基底；120-二氧化钛过渡层；130-电极层；140-金属导电网络。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。电极的制作方法，包括如下步骤：(1)、制备导电浆料，本实施例中，导电浆料可以是金属系导电浆料、导电高分子浆料或者碳系导电浆料。可选地，碳系导电浆料为石墨烯浆料。其中，石墨烯浆料的制备方法是：将1-10g的石墨烯粉体、0.01-1g的分散剂、0.01-0.5g的粘结剂和50-100g的溶剂混合得到混合溶液，将混合溶液置于球磨机中，加入10-90g的玛瑙珠，在球磨机中进行球磨1-12h，后取出球磨后的混合溶液，在温度为50-80℃的条件下干燥1-5h，得到固含量为20-50％的石墨烯浆料。可选地，分散剂包括甲基纤维素、羧甲基纤维素和乙基纤维素中的至少一种。粘结剂包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和环氧树脂中的至少一种。溶剂为水与乙醇的混合溶液，可选地，水为去离子水，水与乙醇的质量比为1：(1-10)。(2)、对基底进行预处理：基底表面依次用水、乙醇超声清洗，干燥后进行表面粗糙化处理。本实施例中，基底可以是硅基底或柔性基底，其中，柔性基底可以是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)基底、聚酰亚胺基底、聚萘二甲酯乙二醇酯基底、无纺布基底、尼龙布基底等。在使用基底之前，基底的两表面均贴有保护膜，将基底的其中一层保护膜撕掉，依次用水、乙醇超声清洗，干燥后使用等离子体处理2min，得到表面粗糙化的基底。(3)、形成二氧化钛过渡层：将基底置于含有钛源的醇类弱酸性溶液中，进行原位酸水解使基底的一表面形成二氧化钛过渡层。基底的未贴保护膜的一表面上形成具有微纳结构的二氧化钛过渡层。二氧化钛过渡层由二氧化钛的微纳结构形成，也就是说，二氧化钛过渡层是纳米级的二氧化钛颗粒，使二氧化钛过渡层的表面形成了粗糙结构，从而使后续形成的电极层的附着力更好。其中，钛源包括TiCl4、Ti(SO4)2和钛酸四丁酯中的至少一种。醇类溶液包括异丙醇、丙醇和乙醇中的至少一种。从而使钛源能够溶解在醇类溶液中，以便钛源进行原位酸水解得到二氧化钛。可选地，原位酸水解反应在冰水浴中进行0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：将基底置于含有钛源的醇类弱酸性溶液中，进行原位酸水解使所述基底的一表面形成二氧化钛过渡层；在所述二氧化钛过渡层的背离所述基底的表面形成电极层得到第一电极。

【技术特征摘要】
1.一种电极的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：将基底置于含有钛源的醇类弱酸性溶液中，进行原位酸水解使所述基底的一表面形成二氧化钛过渡层；在所述二氧化钛过渡层的背离所述基底的表面形成电极层得到第一电极。2.根据权利要求1所述的电极的制作方法，其特征在于，所述钛源包括TiCl4、Ti(SO4)2和钛酸四丁酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的电极的制作方法，其特征在于，所述醇类包括异丙醇、丙醇和乙醇中的至少一种。4.根据权利要求1-3任一项所述的电极的制作方法，其特征在于，还包括：将所述第一电极置于金属盐溶液中，经紫外光照射，使所述过渡层中的所述二氧化钛光催化还原所述金属盐中的金属离子，在所述电极层内形成金属导电网络得到第二电极。5.根据权利要求4所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘湘祁，吴丽琼，刘兆平，周书瑶，张楠，
申请(专利权)人：宁波石墨烯创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33