[发明专利]一种三维可拉伸电极的制作方法

说明书

本发明一种三维可拉伸电极的制作方法，属于可穿戴电子器件技术领域。包括以下步骤：1）室温下，在经过等离子体表面预处理且已充满空气完全膨胀的气球表面涂覆一层粘结剂溶液，烘干得到粘结剂涂层；2）将银纳米线墨水涂覆于粘结剂涂层上，并再次烘干得到银纳米线涂层；3）将充满空气完全膨胀的气球放掉部分空气，得到带有褶皱结构的由气球/粘结剂涂层/银纳米线涂层三明治结构组成的三维可拉伸电极。本发明制备的三维可拉伸电极具有优异的导电性，通过反复充放气可以实现三维尺度的拉伸或者收缩，随着拉伸形变，其电阻变化率不到10%，拉伸前后电极的电阻均匀性好，稳定性优异，具有设计简单、易于制造的优点。

技术领域

本发明属于可穿戴电子器件技术领域，具体涉及一种三维可拉伸电极的制作方法。

背景技术

随着时代的发展，柔性和可穿戴设备的需求日益增长，作为穿戴式电子器件的核心功能元件之一，具有可拉伸特性的柔性电极材料业已成为研究热点。目前所制备的可拉伸电极通常只能在单一方向上进行拉伸，很难做到多维度均匀拉伸，因而所制备的导电电极在拉伸维度上有取向性，许多研究者们提出了各种方法来增加可拉伸电极的拉伸方向（比如CN114496398A，CN110660973B等），然而这些方法制备的可拉伸电极仍然局限于一个维度上各个方向的拉伸，依然无法满足三维度各个方向上的拉伸，因此需要提供一种在三维上可拉伸的兼具良好导电性的电极及其制备方法。

发明内容

针对现有技术中存在的可拉伸电极拉伸维度局限性的问题，本发明设计的目的在于提供一种三维可拉伸电极的制备方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案加以实现：

一种三维可拉伸电极的制作方法，包括以下步骤：

1）室温下，在经过等离子体表面预处理且已充满空气完全膨胀的气球表面涂覆一层粘结剂溶液，烘干得到粘结剂涂层；

2）将银纳米线墨水涂覆于粘结剂涂层上，并再次烘干得到银纳米线涂层；

3）将充满空气完全膨胀的气球放掉部分空气，得到带有褶皱结构的由气球/粘结剂涂层/银纳米线涂层三明治结构组成的三维可拉伸电极。

进一步地，三维可拉伸电极通过对气球反复充放气来实现三维尺度的拉伸与收缩。

进一步地，粘结剂涂层的厚度为100nm-10μm。

进一步地，粘结剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠的任一种。

进一步地，银纳米线的直径为50-200nm，长度为50-100μm。

进一步地，银纳米线涂层的厚度为1-10μm。

进一步地，银纳米线墨水由银纳米线、水、羟丙基甲基纤维素组成，其中银纳米线的含量为0.1-1%。

进一步地，气球为球形，且最大膨胀直径为25cm。

进一步地，涂覆方法为刷涂或喷涂。

本发明制备的三维可拉伸电极带有褶皱结构并由气球/粘结剂涂层/银纳米线涂层三明治结构组成，该可拉伸电极具有优异的导电性，通过反复充放气可以实现三维尺度的拉伸或者收缩，随着拉伸形变，其电阻变化率不到10%，拉伸前后电极的电阻均匀性好，稳定性优异，克服了现有技术中只能在单一维度进行多方向拉伸的局限，具有设计简单、易于制造的优点。

附图说明

图1为三维可拉伸电极褶皱结构的SEM图片；

图2为气球直径从0%膨胀到400%的过程中可拉伸电极的电阻变化图。

实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，以便更好地理解本技术方案。

实施例1

三维可拉伸电极具体的制作步骤：

步骤一：配墨