[发明专利]一种基于石墨烯的干电极及其制备方法

说明书

本发明涉及石墨烯电极技术领域，尤其是涉及一种基于石墨烯的干电极及其制备方法。包括石墨烯层、柔性衬底和电极扣，所述柔性衬底的底部设有所述石墨烯层，所述电极扣镶嵌在所述柔性衬底中，所述电极扣与所述石墨烯层相接触。本发明制备的干电极，导电性能良好，不易产生极化，使用寿命长。本发明制备的基于石墨烯的干电极采用柔性衬底材料，将石墨烯与电极扣镶嵌在柔性材料中，不易脱落，便于连接心电检测设备。本发明提供的基于石墨烯的干电极的制备方法不需要复杂的工艺以及昂贵的设备，制作成本低，便于大规模生产。

技术领域

本发明涉及石墨烯电极技术领域，尤其是涉及一种基于石墨烯的干电极及其制备方法。

背景技术

目前，心电图检测能提供很多有用的信息，有利于心脑血管疾病的早期诊断。目前医学上常用湿电极采集心电信号。湿电极靠电解凝胶减小与皮肤之间的接触阻抗，从而测得的心电信号质量好，但电解凝胶对皮肤有刺激，且信号质量会随凝胶的干燥而下降，不能用于长期监测。因此干电极成为心电信号长期监测的较好的选择。由于不需要进行皮肤准备及涂覆导电膏，干电极很适合未来健康监护、疾病诊疗、脑机接口及人机交互系统的需求。其中，柔性干电极由于其柔软，不刺激皮肤，可长期使用，在穿戴式医疗器械中得到越来越多的青睐。

石墨烯具有非常优良的物理性能，室温下具有大于15000cm²V^-1s^-1的载流子迁移率，该迁移率基本不受温度影响，且最高可达200000cm²V^-1s^-1，其相应的电阻率为10^-6Ω·cm，使石墨烯成为目前已知物质中室温电阻率最低的材料。

申请号为201510168806.6的中国专利提供了一种心电电极及其制备方法，所述方法是在金属片上用化学气相沉积法形成石墨烯纳米墙，再将石墨烯纳米墙转移到柔性衬底上，得到石墨烯纳米墙柔性心电电极。这种方法制备的电极阻抗低，导电性能好，但制备中的沉积工艺需要借助昂贵设备，成本高，不利于大规模生产。

柔性干电极大多借助于聚合物材料作为基底，有的采用金属涂层的方式使聚合物表面导电，这种方式制备的电极导电性好，但金属附着于聚合物表面，容易脱落，电极使用寿命短。而另一种方式是在聚合物内填充导电材料，制成聚合物电极，这种方法简单易操作，但往往导电性比金属电极差，影响信号质量。

为了解决以上问题，需要一种导电性能好，制备方法简单，成本低的柔性干电极。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种基于石墨烯的干电极，该干电极导电性能良好，不易产生极化，寿命长，电极扣嵌在柔性衬底中，不易脱落，方便与测量系统连接。本发明的第二目的在于提供一种基于石墨烯干电极的制备方法。

本发明提供的一种基于石墨烯的干电极，包括石墨烯层、柔性衬底和电极扣，所述柔性衬底的底部设有所述石墨烯层，所述电极扣镶嵌在所述柔性衬底中，所述电极扣与所述石墨烯层相接触。

优选地，所述柔性衬底为聚二甲基硅氧烷衬底。

优选地，所述石墨烯层的厚度为20-70μm

优选地，所述电极扣上设有电极触头。

本发明提供的一种基于石墨烯的干电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)将石墨烯粉末与溶剂混合，超声处理，制成石墨烯悬浮液；

(2)将石墨烯悬浮液滴到微孔滤膜上，得到带有石墨烯的微孔滤膜；

(3)在玻璃基底上贴上双面胶，将带有石墨烯的微孔滤膜粘在双面胶上；

(4)将电极扣置于步骤(3)所述的石墨烯表面上，按压电极扣，使电极扣与所述石墨烯相接触；