[发明专利]平面柔性储能变色一体化器件及其制备方法

权利要求书

1.一种平面柔性储能变色一体化器件的制备方法，该储能变色一体化器件包括柔性衬底、电致变色层、电解质层和导电电极层，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)电致变色层和导电电极层的油墨制备

用高粘度的有机高分子聚合物在溶剂中分散电致变色材料，调节油墨粘度至20-100mPa·s，经搅拌得到分散稳定性良好的用于打印的电致变色油墨；

导电电极材料用溶剂分散后，再用高导电聚合物调节粘度至20-100mPa·s，经搅拌后得到用于打印电致变色器件的导电电极层油墨；

(2)图案化电致变色层和导电电极层

在绘图软件辅助下，采用打印机根据储能变色一体化器件要求设计和绘制图案，并通过调节系统设置参数，在柔性基材上进行图案印制，得到导电电极层，烘干；

采用上述微电子打印的方法，继续用电致变色油墨在上述导电电极层上印制电致变色层，烘干；

(3)在电致变色层的图案上印制凝胶电解质，并将两部分电致变色层组装在一起，进行密封封装，得到所述平面柔性储能变色一体化器件。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的电致变色材料为WO₃、TiO₂、MoO₃、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、普鲁士蓝、杂多酸或金属酞菁化合物中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的有机高分子聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、水性聚氨酯(PU)、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯酰胺(CPAM)、水解聚丙烯酰胺(HPAM)、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素(CMC)或海藻酸钠中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的导电电极材料选自银纳米线(Ag NWs)、碳纳米管(CNTs)、石墨烯、Mxene或PEDOT:PSS中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的溶剂选自乙醇、异丙醇(IPA)、去离子水、N，N二甲基甲酰胺(DMF)、N甲基吡咯烷酮(NMP)、碳酸丙烯酯或乙酸乙酯中的一种或几种；高导电聚合物为聚吡咯、聚苯胺或聚噻吩。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述电致变色油墨的粘度为20-50mPa·s，导电电极油墨的粘度为40-60mPa·s。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的柔性基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物薄膜(SBS)。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的系统参数根据打印图案的大小、线条粗细、精细度和分辨率等调节；烘干条件为80-120℃，5-60min。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的凝胶电解质为PVA/KOH、PVA/H₂SO₄、CMC/NaSO₄、PVA/LiCl、LiClO₄/PMMA/PC或六氟磷酸钾(KPF₆)/PMMA/碳酸丙烯酯(C₄H₆O₃)/乙酸乙酯(C₄H₈O₂)。

10.一种权利要求1所述的制备方法制得的平面柔性储能变色一体化器件。