一种柔性温度传感器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种柔性温度传感器及其制备方法，柔性温度传感器包括柔性基底、第一电极、第二电极和离子凝胶层；第一电极、第二电极以及离子凝胶层分别位于柔性基底的一侧面，第一电极和第二电极固定在柔性基底上，离子凝胶层覆盖在第一电极和第二电极上；或第一电极和第二电极分别固定在两个独立的柔性基底上，形成第一柔性电极和第二柔性电极，离子凝胶层的上下表面分别与第一柔性电极的第一电极以及第二柔性电极的第二电极固定连接。本发明专利技术采用离子凝胶层作为温敏层，具有柔韧性好、环境稳定性高等优点，同时具有使用寿命长和安全的优势，克服了使用过程中离子液体外泄的风险。本发明专利技术可采用不同结构形式，适用范围广。适用范围广。适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性温度传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及传感器相关
，具体涉及一种柔性温度传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]柔性温度传感器具有良好的柔韧性，变形不易损坏，可延展弯曲等特点,广泛应用于运动、医疗健康监测、消防、航空航天、通信等领域。目前大部分热电阻式温度传感器是以金属制作的，然而，这些传感器采用非柔性材料制成，只能测量表面平整的物体的温度，且需要额外的传感器封装，使其应用前景受到很大限制。
[0003]离子液体作为一种新型的绿色溶剂，因其具有导电性好、电化学窗口宽、物理化学性质可调等优势被受关注。近年来人们利用其导电性与离子运动速率的关系开拓了其在温度传感领域的应用，并实现了离子液体基柔性温度传感器的制备。但是由于液体存在泄露的风险从而限制其使用寿命及应用场景。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有技术存在问题的一种或几种，提供了一种柔性温度传感器及其制备方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种柔性温度传感器，包括柔性基底、第一电极、第二电极和离子凝胶层；
[0006]所述第一电极、第二电极以及离子凝胶层分别位于所述柔性基底的一侧面，所述第一电极和第二电极固定在柔性基底上，所述离子凝胶层覆盖在所述第一电极和第二电极上；
[0007]或，所述第一电极和第二电极分别固定在两个独立的柔性基底上，形成第一柔性电极和第二柔性电极，所述离子凝胶层的上下表面分别与第一柔性电极的第一电极以及第二柔性电极的第二电极固定连接。
[0008]本专利技术的有益效果是：本专利技术的柔性温度传感器，采用离子凝胶层作为温敏层，具有柔韧性好、环境稳定性高等优点，制备的柔性温度传感器具有柔性好且使用寿命长和安全的优势，克服了柔性温度传感器在使用过程中液体外泄的风险。本专利技术的柔性温度传感器可以根据装配需要，采用三明治夹层结构，也可以采用平面型结构，适用范围广。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述离子凝胶层的制备材料包括离子液体和聚合物。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术一方面利用离子液体中离子运动速率与温度的关系来实现高灵敏度柔性温度传感器的制备，另一方面通过交联反应将离子液体锁在聚合物中，克服了柔性温度传感器在使用过程中液体外泄的风险。
[0012]进一步，所述离子液体由有机阳离子和无机阴离子任意搭配组成。
[0013]进一步，所述离子液体的有机阳离子包括季胺型有机阳离子、季膦型有机阳离子、咪唑型有机阳离子、吡咯型有机阳离子、哌啶型有机阳离子和吡啶型有机阳离子中的任意
一种。
[0014]进一步，所述离子液体的无机阴离子包括卤素阴离子、六氟磷酸盐、四氟硼酸盐中的任意一种。
[0015]进一步，所述聚合物包括聚合单体和高分子聚合物中的任意一种或两种；所述聚合单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸乙酯中的任意一种或几种；所述高分子聚合物包括偏氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚丙烯睛中的任意一种或几种。
[0016]进一步，所述第一电极和第二电极为沉积在柔性基底上的金属薄膜、印刷在柔性基底表面的导电材料，或金属纸中的任意一种。
[0017]进一步，所述导电材料包括金属导电材料、导电聚合物、碳基导电材料中的任意一种。
[0018]进一步，所述离子凝胶层的制备方法包括光聚合、热聚合、化学催化聚合中的任意一种。
[0019]一种上述柔性温度传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0020]S1，在同一个柔性基底表面制备第一电极和第二电极，或在两个不同的柔性基底表面分别制备第一电极和第二电极；
[0021]S2，将离子液体和聚合物进行聚合制备离子凝胶层；
[0022]S3，将制备好的离子凝胶层贴合在同一个柔性基底表面的第一电极和第二电极上，形成平面型的柔性温度传感器；
[0023]或，将两个不同柔性基底表面的第一电极和第二电极分别固定在制备好的离子凝胶层的上下表面，形成“三明治”型的柔性温度传感器。
[0024]本专利技术的有益效果是：本专利技术的制备方法获得的柔性温度传感器，具有柔性好且使用寿命长和安全的优势。
附图说明
[0025]图1为本专利技术柔性温度传感器一种实施例的剖面结构示意图；
[0026]图2为本专利技术柔性温度传感器一种实施例的立体结构示意图；
[0027]图3为本专利技术柔性温度传感器另一种实施例的结构示意图一；
[0028]图4为本专利技术柔性温度传感器另一种实施例的结构示意图二；
[0029]图5为本专利技术实施例1中“三明治”型结构的柔性温度传感器所获得的器件电阻随温度变化曲线图；
[0030]图6为本专利技术实施例3中平面型结构的柔性温度传感器所获得的器件电阻随温度变化曲线图。
[0031]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0032]1、第一柔性电极；2、第二柔性电极；3、离子凝胶层；4、柔性基底；5、第一电极；6、第二电极。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]参照附图1～图4，本专利技术的一种柔性温度传感器，包括柔性基底4、第一电极5、第二电极6和离子凝胶层3，第一电极5和第二电极6分别固定在柔性基底4上，并分别与离子凝胶层3接触，形成三明治夹层结构或平面型结构，具体如下：
[0035]本专利技术柔性温度传感器的一种可选方案为，如图3和图4所示，所述第一电极5、第二电极6以及离子凝胶层3分别位于所述柔性基底4的一侧面，所述第一电极5和第二电极6固定在柔性基底4上，所述离子凝胶层3覆盖在所述第一电极5和第二电极6上，形成平面型结构的柔性温度传感器；平面型结构的柔性温度传感器中，可以采用第一电极5和第二电极6间隔并排布置的结构形式，如图3所示，也可以采用插指电极形式，如图4所示。
[0036]一种柔性温度传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0037]S1，在同一个柔性基底4表面制备第一电极5和第二电极6；
[0038]S2，将离子液体和聚合物进行聚合制备离子凝胶层3；离子液体占(聚合物+离子液体)总质量的10％～50％；
[0039]S3，将制备好的离子凝胶层3贴合在同一个柔性基底4表面的第一电极5和第二电极6上，形成平面型的柔性温度传感器。
[0040]本专利技术柔性温度传感器的另一个可选方案为，如图1和图2所示，所述第一电极5和第二电极6分别固定在两个独立的柔性基底4上，形成第一柔性电极1和第二柔性电极2，所述离子凝胶层3的上下表面分别与第一柔性电极1的第一电极5以及第二柔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性温度传感器，其特征在于，包括柔性基底、第一电极、第二电极和离子凝胶层；所述第一电极、第二电极以及离子凝胶层分别位于所述柔性基底的一侧面，所述第一电极和第二电极固定在柔性基底上，所述离子凝胶层覆盖在所述第一电极和第二电极上；或，所述第一电极和第二电极分别固定在两个独立的柔性基底上，形成第一柔性电极和第二柔性电极，所述离子凝胶层的上下表面分别与第一柔性电极的第一电极以及第二柔性电极的第二电极固定连接。2.根据权利要求1所述一种柔性温度传感器，其特征在于，所述第一电极和第二电极采用直线型电极或插指电极。3.根据权利要求1所述一种柔性温度传感器，其特征在于，所述离子凝胶层的制备材料包括离子液体和聚合物。4.根据权利要求2所述一种柔性温度传感器，其特征在于，所述离子液体由有机阳离子和无机阴离子任意搭配组成。5.根据权利要求3所述一种柔性温度传感器，其特征在于，所述离子液体的有机阳离子包括季胺型有机阳离子、季膦型有机阳离子、咪唑型有机阳离子、吡咯型有机阳离子、哌啶型有机阳离子和吡啶型有机阳离子中的任意一种；所述离子液体的无机阴离子包括卤素阴离子、六氟磷酸盐、四氟硼酸盐中的任意一种。6.根据权利要求2所述一种柔性温度传感器，其特征在于，所述聚合物为包括聚合单体和高分子聚合物中的任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖燕，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：