[发明专利]一种完全可卷曲的压电纳米复合发电器的制备方法

摘要

一种完全可卷曲的压电纳米复合发电器的制备方法，利用聚偏二氟乙烯作为基体，组成调制的铌酸钾钠压电纳米颗粒作为分散体制备纳米复合发电器薄膜，并集成一种新型的柔性电极实现纳米发电器的完全可卷曲性，电极的表面电阻随卷曲次数的变化较小，经过200次卷曲循环后，开路电压仍可保持稳定。上述结果说明PVDF‑(NKNS‑LT‑BZ)纳米复合发电器可以很好地适用于自驱动可卷曲电子器件中，比如：管状的运动传感器，可穿戴的电子皮肤，完全可卷曲的移动电子，汽车轮胎内的发电系统等。

主权项

一种完全可卷曲的压电纳米复合发电器的制备方法，包括以下步骤：步骤S1（0.915(Na0.5K0.5)(Nb0.94Sb0.06)O3‑ 0.045LiTaO3‑0.04BaZrO3 （NKNS‑LT‑BZ）的制备）：易吸湿的的碳酸钠和碳酸钾粉末首先在150 oC完全干燥，按照化学计量比称量碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、碳酸钡、五氧化二铌、五氧化二锑、五氧化二钽和二氧化锆，混合后以酒精为介质球磨12 h，得到的浆料在80 oC干燥12 h后研磨均匀，置于850 oC煅烧5 h得到NKNS‑LT‑BZ钙钛矿压电晶体，再对粉体进行二次球磨24 h得到粒径均匀的结晶纳米颗粒；步骤S2（PVDF‑(NKNS‑LT‑BZ)纳米复合薄膜的制备）：将钙钛矿压电纳米粉末NKNS‑LT‑BZ按照一定的质量比分散在10 ml溶剂N,N‑二甲基甲酰胺中，进行室温搅拌和超声1 h，然后在悬浮液中加入PVDF（10 wt%）粉末，加热至65 oC激烈搅拌3 h后超声分散1 h，将均匀混合的浆料倒入表面皿中置于75 oC烘干溶剂，得到的薄膜在真空中120 oC退火3 h；步骤S3（尼龙纤维基银纳米线电极的制备及PVDF‑(NKNS‑LT‑BZ)纳米复合发电器的集成）：将PA6粉末颗粒溶于甲酸中（15 wt%）配制前驱体溶液，通过静电纺丝的方法制备得到尼龙纤维薄膜，在其表面真空抽滤银纳米线得到薄膜电极，之后通过在PVDF‑(NKNS‑LT‑BZ)纳米复合薄膜表面旋涂PDMS粘附层集成上薄膜电极，将得到的纳米复合发电器样品置于80 oC固化1 h后用PET薄膜进行真空封装，最后在20 kV/mm下室温极化1 h。