基于动态金属-配体络合的电致变色材料、电致变色器件制造技术

本发明专利技术属于电致变色材料技术领域，公开了一种基于动态金属‑配体络合的电致变色材料、电致变色器件，由金属离子，变色材料和电解质混合而成，基于动态金属‑配体络合作用设计的电致变色器件，电致变色器件的结构分为液态电致变色器件结构和固态电致变色器件结构。液态电致变色器件结构分为第一电极、电致变色媒介、第二电极。固态电致变色器件结构分为第一电极、电致变色媒介、离子交换膜、辅助媒介、第二电极。本发明专利技术实现了全可见光谱可调、高对比度、同时具备高着色效率、快速的电致变色响应、优异的循环可逆性以及超低成本，制备工艺简单的优点。

Electrochromic materials and devices based on dynamic metal ligand complexation

【技术实现步骤摘要】
基于动态金属-配体络合的电致变色材料、电致变色器件
本专利技术属于电致变色材料
，尤其涉及一种基于动态金属-配体络合的电致变色材料、电致变色器件。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：现有电致变色材料都是基于电子转移的机理，主要可以分为：无机氧化物类电致变色材料、有机和聚合物类电致变色材料、金属有机配位物类电致变色材料。以三氧化钨为代表的无机氧化物类电致变色材料具有无机物固有的稳定性好，抗紫外疲劳性的特点。以三氧化钨为例，电刺激下能够实现无色到蓝色的可逆变化。其变色机理是：施加电压时，WO3发生氧化/还原，同时阳离子在其晶格内的嵌入与脱出使得氧化物晶相结构发生变化，进而产生材料颜色的改变。WO3+M++e-→MxWO3。由于无机材料所固有的结构可修饰性差，不易实现多色调节，显示颜色较为单一，循环可逆性较差，着色效率低、同时由于其导电性差，导致其相同电压刺激下对比度不高，以及常采用的磁控溅射较高成本的制备工艺等制约了其在实际生活中的应用。共轭聚合物和紫罗精为代表的有机和聚合物类电致变色材料，以共轭聚合物聚噻吩为例，当分子被氧时，可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动态金属-配体络合的电致变色材料，其特征在于，所述基于动态金属-配体络合的电致变色材料由金属离子，变色分子，电解质混合而成；/n金属离子和变色分子物质的量比为0.01-50，电解质浓度为0.001mol/L-100mol/L；金属离子比例和变色分子比例从1：0.001到1：1000；/n金属种类包括：含阳离子Ti

【技术特征摘要】
1.一种基于动态金属-配体络合的电致变色材料，其特征在于，所述基于动态金属-配体络合的电致变色材料由金属离子，变色分子，电解质混合而成；
金属离子和变色分子物质的量比为0.01-50，电解质浓度为0.001mol/L-100mol/L；金属离子比例和变色分子比例从1：0.001到1：1000；
金属种类包括：含阳离子Ti3+，Ti4+，V2+，V3+，V4+，V5+，Cr2+，Cr3+，Cr6+，Mn2+，M3+，Mn4+，Mn6+，Mn7+，Fe2+，Fe3+，Co2+，Co3+，Ni2+，N3+，Cu+，Cu2+，As3+，As5+，Se4+，Se6+，Nb3+，Nb5+，Mo2+，Mo3+，Mo4+，Mo5+，Mo6+，Ru2+，Ru3+，Ru4+，Ru6+，Ru8+，Rh2+，Rh3+，Rh4+，Pd2+，Pd4+，Sn2+，Sn4+，Sb+，Sb5+，Te4+，Te6+，W2+，W3+，W4+，W5+，W6+，Re2+，Re4+，Re6+，Re7+，Os3+，Os4+，Os6+，Os8+，Ir2+，Ir3+，Ir4+，Ir6+，Pt2+，Pt4+，Au+，Au3+，Tl+，Tl3+，Pb2+，Pb4+，Bi2+，Bi5+，Po2+，Po4+的金属盐类。


2.如权利要求1所述的基于动态金属-配体络合的电致变色材料，其特征在于，所述基于动态金属-配体络合的电致变色材料的变色分子结构如式I和式Ⅱ所示：



式I中的Y是O原子、S原子、Si(CH3)2；
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7是H、卤素、C1-C24间的烷基、C1-C24间的取代烷基、羟基、C1-C24间的烷氧基、氨基、C1-C24间的烷氨基、C6-C24的芳基，同时含有芳环和烷烃的C7-C24间的基团中的任意一种。


3.如权利要求1所述的基于动态金属-配体络合的电致变色材料，其特征在于，所述电解质为含金属离子的无机或有机金属盐类、四烷基季铵盐、离子液体；含金属离子的无机或有机金属盐类选自Li、Na、K、Rb、Cs、Cu或Ag盐中的任意组合；
述离子液体为丁基三甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺、三丁基甲基二丁基磷酸铵、三丁基甲基氯化铵、三丁基甲基甲基碳酸铵、三乙基甲基二丁基磷酸铵、三氟甲基磺酸四乙基铵、三辛基甲基硫酸氢铵、乙基二甲基丙基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵基双(三氟甲磺酰基)酰亚胺、十七氟辛磺酸四丁基铵、四丁基亚硝酸铵、四丁基氢氧化铵、四丁基甲磺酸铵、四丁基铵双三氟甲烷磺酰亚胺、四丁基铵琥珀酰亚胺、四己基硫酸氢铵、四己基碘化铵、四庚基氯化铵、四庚基溴化铵、四正丁铵三碘盐、四氟硼酸四己基铵、四氯十二烷基铵、四溴十二烷基铵、四甲基氢氧化铵、四癸基溴化铵、四辛基氯化铵、甲基三丁基硫酸铵甲酯、甲基三(十八烷基)溴化铵、甲基三辛基硫代水杨酸铵、甲基-三辛基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、2-羟乙基-三甲基铵L-(+)-乳酸盐、2-羟基-N，N-二(2-羟乙基)-N-甲基乙铵硫酸甲酯盐、苄基二甲基十四烷基氯化铵、苯甲酸四丁基铵、苯硫酚四丁基铵、醋酸胆碱、1-丁基溴化吡啶、1-丁基-4-甲基吡啶六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基吡啶双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐、1-丁基-4-甲基碘化吡啶、1-乙基吡啶鎓四氟硼酸酯、1-(3-氰丙基)氯化吡啶、3-甲基-1-丙基吡啶双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-丁基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、4-(3-丁基-1-咪唑)-1-丁烷磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟锑酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸辛酯、1-丁基-3-甲基咪唑碘化物、1-丁基-3-甲基咪唑碳酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氯铝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲苯磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓四氟硼酸酯、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑L-(+)-乳酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二丁基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(五氟乙基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓对甲苯磺酰盐、1-乙基-3-甲基溴化咪唑、1-乙基-3-甲基碘化咪唑鎓、1，3-二乙氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二乙氧基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，2-二甲基-3-丙基咪唑三(三氟甲基磺酰)甲基化物、1，2-二甲基-3-丙基咪唑双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲基咪唑二甲基膦、1，3-二甲基咪唑啉甲烷磺酸盐、1，3-二甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二羟基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，3-二羟基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1-十二烷基-3-甲基咪唑碘化物、1，3-双(3-氰丙基)氯化咪唑鎓、1，3-双(氰甲基)咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-双(氰甲基)氯化咪唑鎓、1-己基-3-甲基三氟甲烷磺酸咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-己基-3-甲基氯化咪唑鎓、氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、氯化1-苄基-3-甲基咪唑鎓、1-(3-氰丙基)-3-咪唑鎓二氰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)酰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基氯化咪唑鎓、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-甲基-3-丙基咪唑甲基碳酸酯、1-甲基-3-丙基碘化咪唑鎓、1-甲基-3-乙烯基咪唑碳酸甲酯、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、1-甲基-3-辛基咪唑三氟甲磺酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑四氟硼酸盐、1-甲基-3-辛基氯化咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、癸基甲基氯化咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-苄基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、三丁基甲基膦二丁基磷酸盐、三丁基甲基膦甲基硫酸盐、三乙基甲基磷二丁基磷酸酯、三己基十四烷化膦溴化物、三己基十四烷基氯化膦、三己基十四烷基癸酸膦、三己基(十四烷基)膦二氰胺、三己基十四烷基膦双(三氟甲基磺酰基)酰胺、三己基十四烷基膦双(2，4，4-三甲基戊基)次磷酸盐、3-(三苯基磷)丙烷-1-甲苯磺酰基、3-(三苯基磷)丙烷-1-磺酸盐、四丁基膦四氟硼酸盐、对甲苯磺酸四丁基磷、甲磺酸四丁基磷、1-丁基-1-甲基吡咯烷三氟甲磺酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷二腈胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷溴化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碘化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碳酸甲酯、1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺、四氟硼酸1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓、1-甲基-1-乙基吡咯烷鎓六氟磷酸盐、1-甲基-1-乙基溴化吡咯烷、三乙基锍双(三氟甲基磺酰)亚胺、环丙基二苯基锍四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓四氟硼酸酯、1-丁基-1-甲基哌啶鎓六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、4-乙基-4-甲基吗啉甲基碳酸盐、至少含一个S、N、P杂原子的C4-C60离子液体中的任意一种。


4.一种由权利要求1～3任意一项所述基于动态金属-配体络合的电致变色材料制备的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件的结构为第一电极、电致变色媒介、离子交换膜、辅助媒介、第二电极；液态电致变色器件结构为第一电极、电致变色媒介、第二电极。


5.如权利要求4所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色媒介由基于动态...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇模，王宇洋，张晓安，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22