[发明专利]柔性多层复合压电薄膜的制备方法及柔性多层复合压电薄膜

说明书

本发明提供一种柔性多层复合压电薄膜的制备方法及柔性多层复合压电薄膜，方法包括：将压电层材料溶于有机溶剂形成压电油墨；将导电浆料涂布在基材薄膜上得到第一电极层；在第一电极层上涂布压电油墨并烘干得到第一压电层，依序再次涂布压电层、电极层，压电层和电极层堆叠形成叉指结构，多个所述压电层并联；由此第一柔性多层复合压电薄膜；对所述第一柔性多层复合压电薄膜进行电晕极化处理得到第二柔性多层复合压电薄膜；用金属导线分别与第二柔性多层复合压电薄膜中的第一电极层和第二电极层分别相连作为正极和负极，得到第三柔性多层复合压电薄膜；在第三柔性多层复合压电薄膜外涂布形成保护层得到最终的柔性多层复合压电薄膜。

技术领域

本发明涉及压电薄膜技术领域，尤其涉及一种柔性多层复合压电薄膜的制备方法及柔性多层复合压电薄膜。

背景技术

可穿戴电子设备依赖于电池供电，然而电池存在寿命短、续航时间短、更换步骤繁琐、环境污染等缺点，因此寻找一种新的能源来代替电池具有重要意义。可以将外界机械能转化为电能的压电纳米发电机为可穿戴电子设备的供能提供了一种新的解决方案。

压电高分子材料具有柔性、轻量、生物相容性等优点，但是压电材料的能量转化效率低，不能充分转化外界机械能为电能。采用多层复合的方式可以显著增强压电薄膜的能量收集效率，这是因为在受到相同力时多层薄膜积累的压电电荷远高于单层压电薄膜。目前对于这种多层复合结构的制作包含了很多步骤，还存在如下问题：(1)多层结构通过将多个压电层与多个电极层进行堆叠，在外力作用下实现层与层之间的连接，这种方式得到的复合压电膜一体性差并且不能保证压电复合膜的工作稳定性；(2)上述压电复合膜的制备较为复杂，包括单层膜的制备，多层膜的复合等步骤。这些问题导致无法大批量制备出高性能、长寿命的多层压电复合薄膜，限制了压电材料的在可穿戴电子领域的应用。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明为了解决现有技术中压电薄膜能量收集率低及无法大规模制备的问题，提供一种柔性多层复合压电薄膜的制备方法及柔性多层复合压电薄膜。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下所述：

一种柔性多层复合压电薄膜的制备方法，包括如下步骤：S1：将压电层材料溶于有机溶剂形成压电油墨；S2：将导电浆料涂布在基材薄膜上得到第一电极层；S3：在所述第一电极层上涂布所述压电油墨并烘干得到第一压电层，所述第一压电层覆盖在所述第一电极层以及所述第一电极层的第一侧，在所述第一电极层的第二侧留有第一电极区域，所述第一侧和所述第二侧对称分布；S4：在所述第一压电层上涂布所述导电浆料形成第二电极层，所述第二电极层覆盖在所述第一压电层上与所述第一电极层在所述第二侧对齐并且不与所述第一电极层电接触，在所述第一压电层的所述第一侧形成第二电极区域；S5：在所述第二电极层上依序涂布形成压电层，所述压电层覆盖在所述第二电极层以及所述第二电极层的所述第二侧，与所述第一电极层的所述第一侧对齐；S6：在所述压电层上涂布形成电极层，所述电极层与所述第一电极层在所述第一侧对齐且涂覆在所述第一电极层的所述第二侧与所述第一电极层形成电接触，所述压电层与所述第一压电层形成并联结构；S7：依序再次涂布压电层、电极层得到第一柔性多层复合压电薄膜；S8：对所述第一柔性多层复合压电薄膜进行电晕极化处理得到第二柔性多层复合压电薄膜；S9：用金属导线分别与所述第二柔性多层复合压电薄膜中的所述第一电极层和所述第二电极层分别相连作为正极和负极，得到第三柔性多层复合压电薄膜；S10：在所述第三柔性多层复合压电薄膜外涂布形成保护层得到最终的柔性多层复合压电薄膜。

优选地，所述第一压电层的正极与第一电极层相连，所述第一压电层的负极与第二电极层相连。

优选地，所述第一电极层、所述第一压电层、所述保护层采用卷对卷微凹涂布工艺获得。