[發明專利]光吸收和反射由銅的電沉積控制的電化學電池

有效

• 申請號: 200580043900.3
• 申請日: 2005-12-19
• 公開（公告）號: CN101107561A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 布魯諾·埃斯米列爾;利昂內爾·貝呂茲;讓－克洛德·巴多;布魯諾·維亞納;讓－瑪麗·塔拉斯孔
• 申請（專利權）人: 歐洲航空防務航天公司（法國）
• 主分類號: G02F1/15
• 分類號: G02F1/15;B64G1/50
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;李丙林

技術領域

本發明涉及一種在可見光和紅外線中具有可控發射(émission)的電化學電池。

背景技術

文獻“可逆電化學鏡(REM)智能窗(Reversible?ElectrochemicalMirror(REM)Smart?Window)”，D.M.TENCH?et?al.，proceedings?ofInternational?Symposium，Electrochromic?Materials?and?Applications，Volume?2003-17，page?190，在2003年5月1日作的報告之后出版，其披露了通過銀的可逆電沉積來操作的一種用于控制可見光中光的吸收和發射的裝置。該裝置包括疊合起來的第一玻璃板、板柵(grille，柵格)形式的對電極(或稱“輔助電極”)，包含電沉積的銀離子的γ-丁內酯電解質層，以合成的氧化銦錫(ITO)制成的鏡面電極以及在紅外線中不透明的第二玻璃板。為了提高該裝置的反射率，對其施加一個電壓以便在與電解質接觸的鏡面電極的表面上沉積銀。一旦斷開電壓，該裝置保持在相同的狀態中：沒有必要維持電壓以保持高反射率。為了減小反射率，倒轉電壓的極性以便溶解沉積在鏡面電極表面上的銀。由此銀沉積在以板柵形式的對電極上。

現有技術的裝置具有這樣的缺陷，其是剛性裝置并且在紅外線中完全吸收。

而且，美國專利第5296318號披露了一種包括復合電極并使用鋰作為插入離子的可再充電電池。該電池使用不同的粉末，該粉末結合到膜狀的聚合物基質中。這種結構具有兩個優點。首先，其使粉末具有了機械強度。其次，使由電池的不同成分形成的膜可以與板柵形狀的集電器一起層壓以便形成一個完全柔性的電池。

通過現有技術開發的電池使用按重量計12％的比率的疏水的聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共聚物類型的聚合物。因此，它們使用有機類型溶劑例如二甲基碳酸酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯或者乙腈。這些電池具有必須在手套式操作箱中裝配的缺點。

發明內容

本發明提出了一種具有在可見光和紅外線中受控發射的電化學電池，其具有柔性和在水介質中工作的重要特性。

由于水的高離解常數的事實，水介質的好處在于由于更高的離子電導率而允許更多的離子交換。正如水的其它優點，可以提到的是它在紅外線中的透明性和環保(特性)。水系電池(cellule?aqueuse)的形成涉及發現合適的聚合物以及使用該聚合物。

因而，本發明的目的是一種具有由在控制電壓的作用下的電沉積控制的發射的電化學電池，其特征在于，所述電化學電池包括以下疊合的分別緊密接觸的柔性元件：

-第一電極，用于連接到控制電壓的第一電勢，

-第一多孔層，由PVDF-HFP、PEO和活性炭粉的混合物形成，

-多孔分離器(séparateur，或稱“隔板”，“分離膜”)，由PVDF-HFP和PEO的混合物形成，

-第二電極，其由板柵形成并連接到控制電壓的第二電勢，

-第二多孔層，其由PVDF-HFP、PEO和碳粉的混合物形成，電解質水溶液包含銅鹽，該銅鹽包含在第一柔性層、分離器和第二柔性層中。

第一電極可以由金屬箔(例如以不銹鋼制成)或者金屬板柵(由銅制成)形成。

第二電極可以是以銅或者以不銹鋼制成的板柵。

電解質溶液中的銅鹽可以是硫酸銅或者其它銅鹽。

附圖說明

通過閱讀如下參照附圖以示例性給出的非限制性描述，將更充分地理解本發明，并且其它優點和特定特征將變得顯而易見，附圖中：

圖1是示出用于形成根據本發明的電化學電池的不同共聚物重量增加曲線的曲線圖；

圖2是示出對于用于形成根據本發明的電化學電池的共聚物，作為硫酸濃度函數的導電率的曲線圖，

圖3示出了根據本發明的發射受銅的電沉積控制的電化學電池，

圖4示出了根據本發明的電化學電池獲得的反射光譜。

具體實施方式

如上所述的，PVDF-HFP共聚物是疏水的。然而，由于該共聚物的顯著的機械性能，所以它是非常引人注意的。為了使該聚合物能夠吸水，本發明提出了將一種親水聚合物加入到其中。提出了一種非常親水的聚環氧乙烷(PEO)。

本發明包括首先發現一種用于PVDF-HFP和PEO混合物的合適的組合物，即這樣一種組合物，對于該組合物，混合物吸收大量的水同時保持合適的機械強度。