[發明專利]一種帶有高重復性濕度檢測裝置的蓄電池

在審

• 申請號: 201610022689.7
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105548289A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 潘燕
• 申請（專利權）人: 潘燕
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;H01M10/42;H01M10/48;B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

技術領域

本發明屬于蓄電池領域，更具體涉及一種帶有高重復性濕度檢測裝置的蓄電池。

背景技術

蓄電池是一種可以將化學能直接轉化為電能的裝置，即貯存化學能量，用以必要時放出 電能的一種化學設備，其工作中發生的一般是化學反應。蓄電池，充放電過程中，其化學反 應也是可逆的。

在蓄電池工作過程中，由于其一般發生化學反應，而環境濕度會對該化學反應產生影響， 現有的蓄電池中，一般不具有對環境濕度檢測的能力。

發明內容

本發明針對背景技術存在的問題，提供一種帶有高重復性濕度檢測裝置的蓄電池。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種帶有高重復性濕度檢測裝置的蓄電池，其特征在于，所述蓄電池模塊外部安裝有濕 敏傳感器模塊，該濕敏傳感器模塊可以高重復性的檢測工作環境中濕度的情況并顯示，通過 參數對比，可以判定蓄電池正常工作的環境指標，起到指導蓄電池使用的目的。

該濕敏傳感器模塊包括從下到上依次布設的重摻雜硅片、緊貼重摻雜硅片的SiO₂層、碳 納米管層、位于SiO₂層間的下電極和位于碳納米管層上的上電極，所述碳納米管層生長于SiO₂層上；所述下電極上有金屬薄膜，所述金屬薄膜從內到外依次為具有黏附性的Cr層、導電導 熱的Cu層和作為電極層的Au層，所述Cr層、Cu層和Au層的厚度依次為40nm、200nm 和500nm；所述碳納米管層采用催化劑和/或光刻法實現其定域生長，生長后的所述碳納米管 層采用等離子體使其產生羥基修飾，碳納米管層在等離子體羥基修飾之前經過了加入微量鎢 粉的醋酸和雙氧水混合溶液的處理；所述金屬薄膜的表面緊貼有感測細菌生長的細菌酶膜層， 該細菌酶膜層與金屬薄膜一起形成感測水分的細菌濕敏感測器；所述下電極和上電極上連接 有一個用于和客戶端通信連接的微控處理器。

優選地，所述濕敏傳感器的制作包括以下步驟：

S1：SiO₂層制作：取所述重摻雜硅片，將其放入管式爐中，按照10℃/min的速率升溫 到500℃，保溫12h，然后自然冷卻至室溫，即可在重摻雜硅片表面形成SiO₂層；

S2：下電極制作：將步驟S1中制得的有SiO₂層的重摻雜硅片依次使用丙酮、乙醇、去 離子水清洗15min后烘干，在其表面旋涂光刻膠，使用下電極掩模版對其曝光，120℃烘干 2min后顯影、烘干，在CHF₃氣氛下干法刻蝕SiO₂層，刻蝕30min，將刻蝕SiO₂層清洗后 的重摻雜硅片放入磁控濺射儀中，在低于1.5×10^-3pa真空下依次磁控濺射Cr層、Cu層和Au 層；將磁控濺射好Cr層、Cu層和Au層的下電極(1)表面固定上細菌酶膜，然后清洗光刻 膠；所述重摻雜硅片的尺寸大小為2cm×2cm；

S3：氣噴催化劑薄膜，步驟如下：

a.使用Fe/Ni納米粒子作為碳納米管生長的催化劑，首先，對帶有下電極的重摻雜硅片旋 涂光刻膠，采用催化劑的定域掩模版對其進行曝光，然后經過顯影，清洗備用；

b.配制催化劑Fe/Ni的分散液：分別稱取200mg、50mg的Fe納米粒子和Ni納米粒子， 將其加入60ml的98％H₂SO₄和40ml的69％的HNO₃混合溶液中，在80℃水浴中超聲3 h，然后用去離子水清洗后過濾，得到干燥的Fe/Ni混合納米粒子，然后稱取100mg的Fe/Ni 納米粒子，加入500ml的去離子水中，充分攪拌后得到Fe/Ni混合納米粒子的分散液；

c.使用高純氮氣作為氣噴載體，調節噴筆與重摻雜硅片之間的水平和垂直距離，使分散 液的溶劑到達基片上時剛好揮發為準，氣噴5次，每次氣噴20s，使形成一層均勻的厚度約 為20nm的催化劑Fe/Ni的混合納米粒子薄膜；

S4：CVD法生長碳納米管：