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专利号: 2020111704579
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于离子热电材料的柔性温度传感器,其特征在于:由上至下依次包括上电信号采集层、上电极层、电解质层、下电极层、下电信号采集层、柔性基底;

所述的电解质层整体为矩形平板,平板上下两面为对称的沟槽结构,多条平行布置的沟槽贯通平板的两个侧边;

上电极层的一面和下电极层的一面分别附着在电解质层的上、下两面,并具有与电解质层对应的沟槽结构;

上电信号采集层包括上层整体部分和上电信号采集引脚,下电信号采集层包括下层整体部分和下电信号采集引脚,上层整体部分和下层整体部分分别附着在上电极层的另一面和下电极层的一另面;下电信号采集引脚位于柔性基底上,上电信号采集引脚由上层整体部分延伸至柔性基底上,并与下电信号采集引脚相隔断。

2.如权利要求1所述的基于离子热电材料的柔性温度传感器,其特征在于:电解质层平板的厚度H为0.1~2mm,沟槽的宽度l为0.5~3μm,深度h为0.3~2μm;相邻两条沟槽的间距s为0.5~3μm。

3.如权利要求1所述的基于离子热电材料的柔性温度传感器,其特征在于:所述的上电信号采集层和下电信号采集层的厚度为0.1~0.5μm。

4.制备柔性温度传感器的方法,其特征在于,该方法具体是:步骤(1).制备电解质层:

(1‑1).将固态聚偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物加入N,N‑二甲基甲酰胺水溶液中充分溶解,形成溶解液;

(1‑2).将溶解液在60~80℃的水浴环境中恒温磁力搅拌6~10小时,然后加入1‑乙基,

3‑甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体,搅拌均匀,形成电解质溶液;

(1‑3).在真空环境下,将电解质溶液静置到凝胶状态,形成电解质凝胶;

(1‑4).将电解质凝胶通过模具挤压成上下两面具有沟槽的平板;在惰性气体环境中干燥,形成具有沟槽结构的电解质层;

步骤(2).制备电极溶液:

(2‑1).将固态聚偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物加入N,N‑二甲基甲酰胺水溶液中充分溶解,形成溶解液;

(2‑2).将溶解液在60~80℃的水浴环境中恒温磁力搅拌6~10小时,获得含量均一的配置溶液;然后加入碳纳米管和氧化石墨烯,形成均质的电极溶液;

步骤(3).制备电极层:

(3‑1).将金属薄膜粘附在柔性基底上,通过曝光,刻蚀得到下电信号采集层;下电信号采集层包括下层整体部分和下电信号采集引脚;

(3‑2).将电极溶液置于下电信号采集层的整体部分上,静置到凝胶状态,形成凝胶质的电极膜;

(3‑3).将电解质层置于电极膜上,另取一电极膜置于电解质层上,热压结合,形成下电极层和上电极层;上、下电极层具有与电解质层对应的沟槽结构;

步骤(4).在上电极层上通过磁共溅射方法附着金属薄膜,得到上电信号采集层;上电信号采集层延伸至柔性基底,作为上电信号采集引脚。

5.如权利要求4所述的制备柔性温度传感器的方法,其特征在于:(1‑1)中N,N‑二甲基甲酰胺水溶液浓度为0.1~0.2g/ml,每升N,N‑二甲基甲酰胺水溶液加入固态聚偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物的量为150~250g。

6.如权利要求4所述的制备柔性温度传感器的方法,其特征在于:(1‑2)中加入的3‑甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体与(1‑1)中加入的固态聚偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物的质量比为1:0.5~1.5。

7.如权利要求4所述的制备柔性温度传感器的方法,其特征在于:(1‑4)中干燥后形成的具有沟槽结构的电解质层平板的厚度H为0.1~2mm,沟槽的宽度l为0.5~3μm,深度h为

0.3~2μm;相邻两条沟槽的间距s为0.5~3μm。

8.如权利要求4所述的制备柔性温度传感器的方法,其特征在于:(2‑1)中N,N‑二甲基甲酰胺水溶液浓度为0.1~0.2g/ml,每升N,N‑二甲基甲酰胺水溶液加入固态聚偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物的量为200~300g。

9.如权利要求4所述的制备柔性温度传感器的方法,其特征在于:(2‑2)中每升配置溶液加入250~500g碳纳米管、50~100g氧化石墨烯。

10.如权利要求4所述的制备柔性温度传感器的方法,其特征在于:所述的柔性基板为聚四氟乙烯基板。