[发明专利]在基底上超声喷雾热解沉积一个或更多个电致变色膜和/或电解质膜的改善方法

权利要求书

1.一种通过在基底上超声喷雾热解(USP)沉积制备选自铝硅酸锂(LAS)、硼硅酸锂(LBS)或磷硅酸锂(LPS)的电解质膜的方法，其包括：

- 将表面活性剂与包含电解质组分的水性前体溶液混合，以提供喷雾溶液；

- 将所述喷雾溶液以介于0.1 mL/min和2 mL/min之间的恒定流速引入超声喷雾沉积喷嘴中，并施加介于80和120 kHz之间的超声频率以产生所述前体溶液的雾化液滴；

- 在介于0.50至2.0 psi之间的压力下的作为气体载体的受控空气射流中夹带所述雾化液滴至200至450°C的温度下的预热基底上；

- 在沉积到所述预热基底上时使所述雾化液滴热转化，以产生电解质膜；

其中，所述水性前体溶液包含选自质子源或锂离子源的电解质组分；选自四乙氧基硅或烃氧基硅的主要氧化物前体和选自Al(NO₃)₃.9H₂O、H₃BO₃、H₃PO₄或其组合的次要氧化物前体。

2.根据权利要求1所述的方法，其中对于喷雾喷嘴，所述恒定流速介于0.1和0.4 mL/min之间。

3.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述超声喷雾沉积喷嘴根据三维图案设计至所述预热基底上的所述膜沉积。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述三维图案在X-Y平面中依照S形弧线移动。

5.根据权利要求1所述的方法，其中将夹带所述雾化液滴至所述预热基底上和使它们在所述预热基底上热转化的两个步骤重复介于2至16次之间，以便产生均质的电解质层。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面活性剂是聚乙二醇。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述超声频率为120 kHz。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述载体空气气压为0.90 psi。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底在350°C的温度下预热。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底是氟掺杂的氧化锡涂布的玻璃。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述超声喷雾沉积喷嘴和预热基底之间的距离为3-6 cm。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述电解质组分是选自硝酸锂、氯化锂、硫酸锂或其组合的锂离子源。

13.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

- 将表面活性剂与包含电致变色组分的水性前体溶液混合，以提供喷雾溶液；

- 将所述喷雾溶液以介于0.1 mL/min和2 mL/min之间的恒定流速引入超声沉积喷嘴中并施加介于80和120 kHz之间的超声频率以产生所述前体溶液的雾化液滴；

- 在介于0.50至2.0 psi之间压力下的作为气体载体的受控空气射流中夹带所述雾化液滴至200至450°C的温度下的预热基底上；

- 在沉积到所述预热基底上时使所述雾化液滴热转化，以产生电致变色膜。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述电致变色膜包含选自如下的金属氧化物：氧化钨、氧化钼、氧化铌、氧化钛、氧化铜、氧化铬、氧化锰、氧化钒、氧化钽、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化钌、氧化铑、氧化钯、氧化锇、氧化铱、氧化铂或其组合。