一种液态金属基柔性导线的柔性导电连接件制造技术

本实用新型专利技术提供一种液态金属基柔性导线的柔性导电连接件。柔性导电连接件包括柔性高分子材料与若干条丝状导电材料，柔性高分子材料包覆在丝状导电材料外围；沿着丝状导电材料的长度方向，丝状导电材料的一端设置液态金属层；柔性导电连接件与柔性导线连接时，柔性导电连接件中设置液态金属层的一端伸入柔性导线中，液态金属层与柔性导线中的液态金属相接触，形成导电连接。通过该连接件能够与柔性导线实现良好的导电连接，并且该连接件具有良好的柔性与稳定性，与该柔性导线构成全柔性结构，在柔性电子技术具有广泛的应用前景。在柔性电子技术具有广泛的应用前景。在柔性电子技术具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属基柔性导线的柔性导电连接件


[0001]本技术涉及柔性电子
，尤其涉及一种液态金属基柔性导线的柔性导电连接件。

技术介绍

[0002]随着柔性电子学及可穿戴设备的发展，柔性导线因其可拉伸性和舒适性而越来越受到人们的关注，在人机交互、人体健康/运动监测、智能服装等领域具有广泛的应用前景。
[0003]目前，柔性导线主要有三种：(1)直接利用导电纱线、导电纤维等编织而成的柔性导线，其电导率比较低，不耐揉洗；(2)用传统铜丝线缠绕成弹簧线等形式的柔性导线，其结构不够紧凑，触感较差；(3)利用液态金属、离子液体等填充在柔性管形成的柔性导线，其导电性、柔性均较好，但是这种柔性导线裁剪时容易导致液态物质渗漏，因此这种柔性导线不可任意裁剪；(4)利用导电银浆、导电凝胶、导电填料等与高分子复合的导电高分子作为柔性导线，其不耐弯折、拉伸稳定性差或电导率差。
[0004]相比而言，第(3)种柔性导线的导电性与柔弹性较好，具有良好的应用前景。目前这种柔性导线与外部导电单元连接时的连接方法主要有两种：
[0005](1)直接用棒状或柱状金属电极与液态金属连接，外层用灌封胶等连接固定；该方法引入了刚性电极，从而破坏了液态金属导线的柔性，导致存在使用不舒服感；
[0006](2)利用导电胶进行填充、密封、连接；但是，导电胶的导电性较差，无法满足对导电性要求高的使用环境。
[0007]因此，如何将柔性导线与外部进行导电连接，使连接部分兼顾良好的导电性、柔软与稳定性对实现全柔导电体具有重要意义。

技术实现思路

[0008]本技术针对基于液态金属的柔性导线，提供一种连接件，通过该连接件能够与柔性导线实现良好的导电连接，并且该连接件具有良好的柔性与稳定性，与该柔性导线构成全柔性结构。
[0009]本技术提供的技术方案为：一种液态金属基柔性导线的柔性导电连接件，所述液态金属基柔性导线包括第一液态金属与弹性体，在拉伸条件下具有导电性；其特征是：所述柔性导电连接件包括柔性高分子材料与若干条丝状导电材料，柔性高分子材料包覆在丝状导电材料外围；沿着丝状导电材料的长度方向，丝状导电材料的一端设置第二液态金属层，并且第二液态金属层与丝状导电材料端部导电连接；丝状导电材料的另一端与外部导电元件形成导电连接；
[0010]柔性导电连接件与柔性导线连接时，柔性导电连接件中设置第二液态金属层的一端伸入柔性导线中，第二液态金属层与柔性导线中的第一液态金属相接触，形成导电连接。
[0011]作为一种实现方式，所述弹性体呈管状结构，第一液态金属位于该管状结构中。第一液态金属和弹性体形成该结构的方法不限，包括注射、填充、共混、共挤出、同步注塑、3D
打印等方式中一种或多种。
[0012]所述弹性体包括但不限于硅胶、聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚亚酰胺 (PI)、聚酯类(PET、PBT等)、聚乳酸(PLA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇(PVA)、SEBS、POE、Ecoflex等中的一种或多种。
[0013]柔性导电连接件与液态金属基柔性导线的连接方式不限，包括在相接触部位进行粘结、缝合、铆接、插拔、卡扣等方式等，或者通过柔性固定层将二者固定连接在一起。
[0014]所述柔性固定层由具有粘结作用的材料构成，包括但不限于胶水、硅胶、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、环氧树脂、聚乳酸等材料中的一种或多种。
[0015]若干条丝状导电材料的排列方式不限，包括平行、交错、并行、螺旋编织、缠绕等方式中一种或多种。
[0016]所述丝状导电材料不限，包括金属丝、导电纱线、纤维状石墨烯、碳纳米管、纤维状石墨等中的一种或多种，以及它们与弹性材料形成的复合材料。所述金属丝不限，包括铜丝、金丝、银丝、铟丝、锡丝等。
[0017]柔性高分子材料包覆在丝状导电材料外围的方式不限，包括浸泡、蘸取、刮涂、化学生长、挤出、注塑、车、铣等方式中的一种或多种。作为优选，柔性高分子材料的包覆厚度为100纳米到500微米。
[0018]所述柔性高分子材料为柔性高分子绝缘材料，包括但不限于硅胶、聚氨酯 (PU)、聚丙烯(PP)、聚亚酰胺(PI)、聚酯类(PET、PBT等)、聚乳酸 (PLA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇(PVA)等绝缘材料，金、银、铜、石墨烯、碳纳米管等导电纳米颗粒中的一种及多种与硅胶、聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚亚酰胺(PI)、聚酯类(PET、PBT等)、聚乳酸(PLA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇(PVA)、SEBS、POE、Ecoflex等复合形成的导电复合材料，导电胶、导电凝胶、导电银浆等商用化的导电材料等中的一种或多种。
[0019]所述第一液态金属与第二液态金属是在室温下为液态的导电材料，分别包括但不限于汞、镓铟合金、镓铟锡合金，以及过渡金属、固态非金属元素的一种或多种掺杂的镓铟合金、镓铟锡合金等金属导电体，离子导电液体或者导电凝胶。
[0020]本技术还提供一种制备所述柔性导电连接件的方法，包括如下步骤：
[0021](1)将若干条丝状导电材料进行排列；
[0022](2)在排列后的丝状导电材料外围包覆柔性高分子材料，并使丝状导电材料一端的端部裸露；
[0023](3)在丝状导电材料的裸露端设置第二液态金属层。
[0024]所述步骤(2)中，使丝状导电材料一端的端部裸露的方法不限，包括剪、切、磨、等离子体处理、激光处理等方式中一种或多种。
[0025]所述步骤(3)中，第二液态金属层的形成方法不限，可以是将丝状导电材料浸入第二液态金属中使裸露端粘上第二液态金属，也可以是在丝状导电材料的裸露端滴涂第二液态金属等。
[0026]本技术采用柔性高分子材料包覆在丝状导电材料外围，并在一端设置第二液态金属层构成柔性导电连接件，具有如下有益效果：
[0027](1)该柔性导电连接件结构简单，一方面能够保证与柔性导线的导电连接，另一方面具有柔性，性能稳定，因此与柔性导线构成了全柔性结构，使用舒适感强，在柔性电子技
术，例如人机交互、人体健康/运动监测、智能服装等领域具有广泛的应用前景。
[0028](2)液态金属基弹性导线在两端存在着一定渗漏风险，当柔性连接件与液态金属基弹性导线连接时，由于柔性高分子材料包覆在丝状导电材料外围，能够有效避免液态金属的渗漏，提高了弹性导线的稳定性。
[0029](3)液态金属基弹性导线不可任意裁剪，当柔性连接件与液态金属基弹性导线连接时，可以在柔性连接件上进行裁剪，从而解决了弹性导线不可裁剪的问题。
[0030](4)液态金属基弹性导线不具备可焊接特性，当液态金属基弹性导线两端连接柔性连接件而构成全柔结构时，可以通过柔性连接件直接焊接在其他元器件或电路板上，通用性更强。
附图说明
[0031]图1是本技术实施例1中柔性导线与柔性导电连接件的连接结构示意图。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液态金属基柔性导线的柔性导电连接件，所述液态金属基柔性导线包括第一液态金属与弹性体，在拉伸条件下具有导电性；其特征是：所述柔性导电连接件包括柔性高分子材料与若干条丝状导电材料，柔性高分子材料包覆在丝状导电材料外围；沿着丝状导电材料的长度方向，丝状导电材料的一端设置第二液态金属层，并且第二液态金属层与丝状导电材料端部导电连接；丝状导电材料的另一端与外部导电元件形成导电连接；柔性导电连接件与柔性导线连接时，柔性导电连接件中设置第二液态金属层的一端伸入柔性导线中，第二液态金属层与柔性导线中的第一液态金属相接触，形成导电连接。2.如权利要求1所述的柔性导电连接件，其特征是：所述弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：周酉林，吴振广，李振，孙丹丹，
申请(专利权)人：宁波韧和科技有限公司，
类型：新型
国别省市：