自供电压力传感器及其制备方法和压力感应模块技术

本发明专利技术公开了一种自供电压力传感器及其制备方法和压力感应模块，该自供电压力传感器包括第一电极组件和第一水凝胶组件，第一电极组件包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极沿第一方向间隔设置，第一电极和第二电极之间设置有第一容纳空间，第一容纳空间包括多个子空间，各子空间均沿第一方向伸缩；第一水凝胶组件设置于第一容纳空间，第一水凝胶组件包括第一压敏导电水凝胶层和第一水凝胶电解质层，各子空间内的第一压敏导电水凝胶层和第一水凝胶电解质层所占比例不完全相同；导致以相同大小的作用力压缩不同的子空间时，与第一电极和第二电极连接的外部电路输出的电流也不完全相同，不同的输出电流对应不同的子空间，以此推出受压位置。以此推出受压位置。以此推出受压位置。

【技术实现步骤摘要】
自供电压力传感器及其制备方法和压力感应模块


[0001]本专利技术涉及自供电压力传感器
，尤其涉及一种自供电压力传感器及其制备方法和压力感应模块。

技术介绍

[0002]近年来，基于天然聚合物的水凝胶由于具有高安全性、高生物相容性、低成本以及电学和机械性能可调而被广泛应用在柔性自供电压力传感器等各种柔性可穿戴器件中。
[0003]将柔性储能器件和柔性自供电压力传感器一体化集成，从而实现具有储能与压力监测功能的自供电柔性自供电压力传感器，可消除柔性自供电压力传感器对外部非柔性电源的需求。虽然目前已有文献报导了基于水凝胶的自供电自供电压力传感器，但单个柔性自供电自供电压力传感器不能判别不同区域位置的压力，影响器件的使用范围。
[0004]鉴于此，有必要提供一种新的自供电压力传感器及其制备方法和压力感应模块，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提供一种自供电压力传感器及其制备方法和压力感应模块，旨在解决现有自供电自供电压力传感器不能判别受压区域所在位置的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种自供电压力传感器，所述自供电压力传感器包括：
[0007]第一电极组件，所述第一电极组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极沿第一方向间隔设置，所述第一电极和所述第二电极之间设置有第一容纳空间，所述第一容纳空间包括多个子空间，各所述子空间均沿所述第一方向伸缩；
[0008]第一水凝胶组件，所述第一水凝胶组件设置于所述第一容纳空间，所述第一水凝胶组件包括第一压敏导电水凝胶层和第一水凝胶电解质层，各所述子空间内的所述第一压敏导电水凝胶层和所述第一水凝胶电解质层所占比例不完全相同。
[0009]在一实施例中，所述第一容纳空间包括沿垂直于所述第一方向的第二方向排布的第一子空间、第二子空间和第三子空间，所述第一压敏导电水凝胶层包括第一压敏导电层和第二压敏导电层，所述第一水凝胶电解质层包括第一电解质层和第二电解质层，所述第一子空间充满有所述第一压敏导电层，所述第二子空间充满有沿所述第一方向依次排布的所述第二压敏导电层和第一电解质层，所述第三子空间充满有所述第二电解质层。
[0010]在一实施例中，所述自供电压力传感器还包括第二电极组件和第二水凝胶组件，所述第二水凝胶组件包括第二压敏导电水凝胶层和第二水凝胶电解质层，所述第二压敏导电水凝胶层包括第三压敏导电层和第四压敏导电层，所述第二水凝胶电解质层包括第三电解质层和第四电解质层；所述第二电极组件包括沿所述第一方向间隔设置的第三电极和第四电极，所述第三电极和所述第四电极之间设置有第二容纳空间，所述第二容纳空间包括沿所述第二方向排布的第四子空间、第五子空间和第六子空间，所述第四子空间充满有所
述第三电解质层，所述第五子空间充满有沿所述第一方向依次排布的所述第四电解质层和第三压敏导电层，所述第六子空间充满有所述第四压敏导电层，所述第四子空间和所述第三子空间沿所述第二方向错位排布。
[0011]在一实施例中，所述第一电极组件与所述第二电极组件串联连接，所述第三电极与所述第二电极极性相异且贴合设置，所述第六子空间和所述第一子空间沿所述第二方向错位排布；所述自供电压力传感器还包括外设电极组件，所述外设电极组件包括沿所述第一方向间隔设置的第一外设电极和第二外设电极，所述第一外设电极与所述第一电极电连接，所述第二外设电极与所述第四电极电连接，所述自供电压力传感器还包括第五压敏导电层，所述第一外设电极和所述第二外设电极之间充满有所述第五压敏导电层。
[0012]在一实施例中，所述第一电极组件还包括第五电极，所述第二电极和所述第五电极沿所述第一方向间隔设置，所述第二电极包括相互连接的第一本体和第一延伸部，所述第一本体和所述第一电极之间形成有所述第一容纳空间，所述第五电极包括相互连接的第二本体和第二延伸部，所述第二本体和所述第一电极相对设置在所述第一本体的两侧；所述第一水凝胶组件还包括第六压敏导电层和第五电解质层，所述第二本体与所述第一本体之间充满有所述第六压敏导电层，所述第一延伸部和所述第二延伸部之间充满有所述第五电解质层。
[0013]在一实施例中，多个所述子空间沿与所述第一方向垂直的第二方向依次排布，各所述子空间内的所述第一水凝胶电解质层的含量沿所述第二方向依次递减，且各所述子空间内的所述第一压敏导电水凝胶层的含量沿所述第二方向依次递增。
[0014]在一实施例中，所述第一水凝胶组件还包括第六电解质层，所述自供电压力传感器还包括第三水凝胶组件和第四水凝胶组件，所述第三水凝胶组件包括第三压敏导电水凝胶层、第三水凝胶电解质层和第七电解质层，所述第四水凝胶组件包括第四压敏导电水凝胶层和第四水凝胶电解质层；所述第一电极和所述第二电极之间还设置有第一电解腔，所述第一电解腔与所述第一容纳空间沿所述第二方向排布，所述第一电解腔内充满有所述第六电解质层；所述第一电极组件还包括第六电极和第七电极，所述第六电极和所述第二电极相对设置在所述第一电极的两侧，所述第六电极和所述第一电极之间形成有第二容纳空间，所述第二容纳空间包括沿第三方向依次排布的容纳腔和第二电解腔，所述第一方向和所述第二方向均与所述第三方向垂直，所述容纳腔内充满有所述第三压敏导电水凝胶层和第三水凝胶电解质层，且所述容纳腔内的所述第三压敏导电水凝胶层的含量沿所述第三方向依次递减，所述容纳腔内的所述第三水凝胶电解质层的含量沿所述第三方向依次递增，所述第二电解腔充满有所述第七电解质层；所述第七电极和所述第一电极相对设置在所述第二电极的两侧，所述第七电极和所述第二电极之间形成有第三容纳空间，所述第三容纳空间内沿所述第二方向或所述第三方向依次设置有所述第四压敏导电水凝胶层和所述第四水凝胶电解质层。
[0015]在一实施例中，多个所述子空间包括第一子空间、第二子空间和第三子空间，所述第二子空间环设在所述第一子空间外围，所述第三子空间环设在所述第二子空间外围，所述第一子空间、所述第二子空间和所述第三子空间中的一者充满有所述压敏导电水凝胶层、另一者充满有所述水凝胶电解质层、剩余一者充满有沿所述第一方向依次排布的所述压敏导电水凝胶层和所述水凝胶电解质层。
[0016]此外，本专利技术还提供一种压力感应模块，所述压力感应模块包括多个如权利要求1～8中任一项所述的自供电压力传感器，多个所述自供电压力传感器沿横向或/和纵向方向依次排布；或，多个所述自供电压力传感器沿中心向外方向依次排布。
[0017]此外，本专利技术还提供一种自供电压力传感器的制备方法，所述自供电压力传感器包括第一电极组件，所述第一电极组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极沿第一方向间隔设置，所述第一电极和所述第二电极之间设置有第一容纳空间，所述第一容纳空间包括多个子空间，各所述子空间均沿所述第一方向伸缩；第一水凝胶组件，所述第一水凝胶组件设置于所述第一容纳空间，所述第一水凝胶组件包括第一压敏导电水凝胶层和第一水凝胶电解质层，各所述子空间内的所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自供电压力传感器，其特征在于，包括：第一电极组件，所述第一电极组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极沿第一方向间隔设置，所述第一电极和所述第二电极之间设置有第一容纳空间，所述第一容纳空间包括多个子空间，各所述子空间均沿所述第一方向伸缩；第一水凝胶组件，所述第一水凝胶组件设置于所述第一容纳空间，所述第一水凝胶组件包括第一压敏导电水凝胶层和第一水凝胶电解质层，各所述子空间内的所述第一压敏导电水凝胶层和所述第一水凝胶电解质层所占比例不完全相同。2.根据权利要求1所述的自供电压力传感器，其特征在于，所述第一容纳空间包括沿垂直于所述第一方向的第二方向排布的第一子空间、第二子空间和第三子空间，所述第一压敏导电水凝胶层包括第一压敏导电层和第二压敏导电层，所述第一水凝胶电解质层包括第一电解质层和第二电解质层，所述第一子空间充满有所述第一压敏导电层，所述第二子空间充满有沿所述第一方向依次排布的所述第二压敏导电层和第一电解质层，所述第三子空间充满有所述第二电解质层。3.根据权利要求2所述的自供电压力传感器，其特征在于，所述自供电压力传感器还包括第二电极组件和第二水凝胶组件，所述第二水凝胶组件包括第二压敏导电水凝胶层和第二水凝胶电解质层，所述第二压敏导电水凝胶层包括第三压敏导电层和第四压敏导电层，所述第二水凝胶电解质层包括第三电解质层和第四电解质层；所述第二电极组件包括沿所述第一方向间隔设置的第三电极和第四电极，所述第三电极和所述第四电极之间设置有第二容纳空间，所述第二容纳空间包括沿所述第二方向排布的第四子空间、第五子空间和第六子空间，所述第四子空间充满有所述第三电解质层，所述第五子空间充满有沿所述第一方向依次排布的所述第四电解质层和第三压敏导电层，所述第六子空间充满有所述第四压敏导电层，所述第四子空间和所述第三子空间沿所述第二方向错位排布。4.根据权利要求3所述的自供电压力传感器，其特征在于，所述第一电极组件与所述第二电极组件串联连接，所述第三电极与所述第二电极极性相异且贴合设置，所述第六子空间和所述第一子空间沿所述第二方向错位排布；所述自供电压力传感器还包括外设电极组件，所述外设电极组件包括沿所述第一方向间隔设置的第一外设电极和第二外设电极，所述第一外设电极与所述第一电极电连接，所述第二外设电极与所述第四电极电连接，所述自供电压力传感器还包括第五压敏导电层，所述第一外设电极和所述第二外设电极之间充满有所述第五压敏导电层。5.根据权利要求2所述的自供电压力传感器，其特征在于，所述第一电极组件还包括第五电极，所述第二电极和所述第五电极沿所述第一方向间隔设置，所述第二电极包括相互连接的第一本体和第一延伸部，所述第一本体和所述第一电极之间形成有所述第一容纳空间，所述第五电极包括相互连接的第二本体和第二延伸部，所述第二本体和所述第一电极相对设置在所述第一本体的两侧；所述第一水凝胶组件还包括第六压敏导电层和第五电解质层，所述第二本体与所述第一本体之间充满有所述第六压敏导电层，所述第一延伸部和所述第二延伸部之间充满有所述第五电解质层。6.根据权利要求1所述的自供电压力传感器，其特征在于，多个所述子空间沿与所述第一方向垂直的第二方向依次排布，各所述子空间内的所述第一水凝胶电解质层的含量沿所述第二方向依次递减，且各所述子空间内的所述第一压敏导电水凝胶层的含量沿所述第二
方向依次递增。7.根据权利要求6所述的自供电压力传感器，其特征在于，所述第一水凝胶组件还包括第六电解质层，所述自供电压力传感器还包括第三水凝胶组件和第四水凝胶组件，所述第三水凝胶组...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗师强，黄媛，聂赞相，张千慧，郑富林，
申请(专利权)人：深圳新源柔性科技有限公司，
类型：发明
国别省市：