一种柔性电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种柔性电极及其制备方法和应用，属于柔性电子器件领域，包括：在紫外光源下，采用浸涂法对聚酰亚胺薄膜进行薄膜组装，得到柔性电极；所述浸涂法的涂料为疏水导电纳米粒子水溶液。本发明专利技术采用疏水导电纳米粒子和聚酰亚胺制备柔性电极，两者均具有高疏水性，更易与聚酰亚胺结合，达到自组装的效果；涂膜的厚度能够通过调节浸涂时间进行调节，无需使用有机溶剂及增粘剂，更加绿色环保；且制备的柔性电极在水溶液及紫外灯的作用下具有自修复功能。修复功能。修复功能。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性电极及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及柔性电子器件
，尤其涉及一种柔性电极及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，基于导电材料的柔性电子器件结合了导电材料的高导电性和聚合物材料的高柔性与支撑性，在射频识别、柔性显示、有机电致发光显示与照明、化学与生物传感器、柔性光伏、柔性逻辑与储存、柔性电池、可穿戴设备等多个领域发挥作用。
[0003]现有柔性电极的制备方法主要采用浸涂法，将待涂物体全部浸没在盛有导电材料的溶液中，然后取出；此方法发生在固
‑
液
‑
气界面，在纳米导电材料溶液中通常需要加入其他物质以调节溶液的粘度，通过调节溶液的粘度，调节涂膜的厚度，但常用增粘剂在水中的溶解度较差，所以通常使用的是有机溶剂，如甲醇，对人体及环境都具有一定的危害，且制备的柔性电极不具备自修复功能，使用后无法回收利用。
[0004]因此，如何在省略有机溶剂的条件下制备得到柔性电极并使得其具有自修复功能成为现有技术的难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种柔性电极及其制备方法和应用。本专利技术制备柔性电极过程中不需使用有机溶剂和增粘剂即可调节涂膜厚度，绿色环保，且制备的柔性电极具有自修复功能。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种柔性电极的制备方法，包括：在紫外光源下，采用浸涂法对聚酰亚胺薄膜进行薄膜组装，得到柔性电极；所述浸涂法的涂料为疏水导电纳米粒子水溶液。
[0008]优选地，所述疏水导电纳米粒子水溶液中的疏水导电纳米粒子包括石墨烯、还原氧化石墨烯、二硫化钼、氮化硼、碳纳米管、炭黑或聚甲基丙烯酸甲酯。
[0009]优选地，所述疏水导电纳米粒子水溶液中疏水导电纳米粒子的质量与水的体积比为(0.1～1)mg：1mL。
[0010]优选地，所述浸涂法的浸涂时间为0.1～5min，且同一薄膜上不同部位的浸涂时间相同。
[0011]优选地，所述疏水导电纳米粒子水溶液的温度为50～100℃。
[0012]优选地，所述疏水导电纳米粒子水溶液的温度为60～80℃。
[0013]优选地，所述紫外光源的波长为200～300nm。
[0014]优选地，所述紫外光源的波长为220～280nm。
[0015]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备的柔性电极。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述柔性电极在柔性电子器件中的应用。
[0017]本专利技术提供了一种柔性电极的制备方法，包括：在紫外光源下，采用浸涂法对聚酰
亚胺薄膜进行薄膜组装，得到柔性电极；所述浸涂法的涂料为疏水导电纳米粒子水溶液。本专利技术采用疏水导电纳米粒子和聚酰亚胺制备柔性电极，两者均具有高疏水性，更易于两者之间的结合，达到自组装的效果；涂膜的厚度能够通过调节浸涂时间进行调节，无需使用有机溶剂及增粘剂，更加绿色环保；且制备的柔性电极在水溶液及紫外灯的作用下具有自修复功能。
附图说明
[0018]图1为本专利技术使用的浸涂设备的结构示意图，其中，
①
为聚酰亚胺薄膜，
②
为水，
③
为紫外光源，
④
为疏水导电纳米粒子，
⑤
为自组装疏水导电纳米粒子的聚酰亚胺薄膜。
具体实施方式
[0019]本专利技术提供了一种柔性电极的制备方法，包括：在紫外光源下，采用浸涂法对聚酰亚胺薄膜进行薄膜组装，得到柔性电极；所述浸涂法的涂料为疏水导电纳米粒子水溶液。
[0020]本专利技术采用疏水导电纳米粒子和聚酰亚胺制备柔性电极，两者均具有高疏水性，在紫外光源下，两者之间相互结合，同时石墨烯之间通过范德华力等作用力相互结合，达到自组装的效果；通过调节浸涂时间控制石墨烯的结合量，进而调节涂膜的厚度，无需使用有机溶剂及增粘剂，更加绿色环保。
[0021]如无特殊说明，本专利技术对所述各组分的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或常规制备方法制备的产品即可。
[0022]在本专利技术中，所述疏水导电纳米粒子水溶液中的疏水导电纳米粒子优选包括石墨烯、还原氧化石墨烯、二硫化钼、氮化硼、碳纳米管、炭黑或聚甲基丙烯酸甲酯。本专利技术将疏水导电纳米粒子水溶液中的疏水导电纳米粒子的种类限定在上述范围内，其具有高疏水性且与聚酰亚胺薄膜的表面能接近，更有利于与聚酰亚胺薄膜结合达到自组装的效果。
[0023]在本专利技术中，所述疏水导电纳米粒子水溶液中疏水导电纳米粒子的质量与水的体积比优选为(0.1～1)mg：1mL，更优选为(0.2～0.8)mg：1mL，最优选为(0.4～0.6)mg：1mL。本专利技术将疏水导电纳米粒子水溶液中疏水导电纳米粒子的质量与水的体积比限定在上述范围内，能够使疏水导电纳米粒子分散的更加均匀。本专利技术优选在浸涂过程中添加疏水导电纳米粒子以保证疏水导电纳米粒子水溶液中疏水导电纳米粒子的质量与水的体积比在上述范围内。
[0024]在本专利技术中，所述疏水导电纳米粒子水溶液的温度优选为50～100℃，更优选为60～90℃，最优选为70～80℃。本专利技术将疏水导电纳米粒子水溶液的温度限定在上述范围内，能够更有利于疏水导电纳米粒子与聚酰亚胺薄膜的自组装。
[0025]在本专利技术中，所述聚酰亚胺薄膜的制备方法优选为：将六氟二酐单体溶解在无水N
‑
甲基吡咯烷酮(六氟二酐单体的浓度为0.12～0.16g/mL)中，再将环己二胺单体(浓度为0.07～0.09g/mL)，25℃搅拌24h，得到聚酰胺酸溶液，消泡后采用流延法将其涂于钢带上，80℃干燥1.5h，再在240℃亚胺化1.5h，得到聚酰亚胺薄膜，由收卷机收卷备用。
[0026]本专利技术对所述聚酰亚胺薄膜的厚度没有特殊的限定，根据实际需要选择即可。
[0027]在本专利技术中，所述紫外光源的波长优选为200～300nm，更优选为220～280nm，最优选为254nm。在本专利技术中，所述紫外光源为疏水导电纳米粒子与聚酰亚胺薄膜的自组装提供
能量。本专利技术将紫外光源的波长限定在上述范围内，更有利于疏水导电纳米粒子与聚酰亚胺薄膜的自组装。
[0028]在本专利技术中，所述浸涂法的浸涂时间优选为0.1～5min，更优选为1～4min。在本专利技术中，调节浸涂时间能够调节薄膜厚度。本专利技术将浸涂法的浸涂时间限定在上述范围内，能够使得柔性电极具有较为合适的厚度。
[0029]在本专利技术中，同一薄膜上不同部位的浸涂时间优选相同。本专利技术通过控制薄膜上不同部位在浸涂液中的浸涂时间相同，能够保证薄膜不同部位组装相同量的疏水导电纳米粒子，进而保证膜的均匀性。
[0030]在本专利技术中，所述浸涂的设备优选包括电机、滚轮、水槽和紫外光源，其结构优选如图1所示，其中
①
为聚酰亚胺薄膜，
②
为水，
③
为紫外光源，
④
为疏水导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性电极的制备方法，包括：在紫外光源下，采用浸涂法对聚酰亚胺薄膜进行薄膜组装，得到柔性电极；所述浸涂法的涂料为疏水导电纳米粒子水溶液。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述疏水导电纳米粒子水溶液中的疏水导电纳米粒子包括石墨烯、还原氧化石墨烯、二硫化钼、氮化硼、碳纳米管、炭黑或聚甲基丙烯酸甲酯。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述疏水导电纳米粒子水溶液中疏水导电纳米粒子的质量与水的体积比为(0.1～1)mg：1mL。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸涂法的浸涂时间为0.1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨连乔，王伟高，杜王煜，张驰，吴马佳奇，张建华，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：