[發明專利]一種基于耗電量可視功能的蓄電池

在審

• 申請號: 201610073130.7
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105655658A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 蔡雄
• 申請（專利權）人: 蔡雄
• 主分類號: H01M10/48
• 分類號: H01M10/48;G02F1/15
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 吳強

1.一種基于耗電量可視功能的蓄電池，其特征在于：所述蓄電池上安裝電致變色器件， 此外還設置有與電致變色器件串聯的電源模塊和控制模塊；該電源模塊提供電致變色器件的 工作電源；該控制模塊通過調節電路中電流大小，以達到控制電致變色器件透光率的目的； 所述電致變色器件采用固態互補型電致變色器件結構，電致變色材料分別為氧化鎢和氧化鎳 材料；所述電致變色器件沿厚度方向從上到下依次由以下薄膜構成：ITO玻璃基底(1)、WO₃多孔薄膜(2)、MnO₂辣根過氧化物酶薄膜(7)、WO₃納米線薄膜(3)、固態電解質(4)、 Au納米粒子薄膜(5)、NiO多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(1)；所述Au納米粒子薄膜 厚度為16nm。

2.根據權利要求1所述的蓄電池，其特征在于，所述電致變色器件的制備方法如下：

步驟一，制備電致變色層WO₃納米薄膜：a)首先，取一定尺寸ITO玻璃基底(1)，經 過丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，放入磁控濺射儀中，在本底真空低于1.5×10^-3Pa、濺射 電流為1.8A條件下，磁控濺射時間20min，得到900nm的W膜；b)然后，以鍍有W膜的 ITO玻璃為陽極，鉑片為陰極，在0.2wt.％的NaF溶液中進行陽極氧化處理，電壓為50V， 時間為30min，陽極氧化處理后用去離子水清洗，得到具有多孔結構的W膜；c)在經過陽 極氧化處理的ITO玻璃表面磁控濺射一層5nm的Ni膜作催化劑，將該ITO玻璃放入CVD 管式爐中，在氬氣和氫氣作用下，400℃保溫4h，生長WO₃納米線薄膜(3)，同時多孔W 膜被氧化為WO₃多孔薄膜(2)；

步驟二，制備MnO₂辣根過氧化物酶薄膜(7)：將層狀MnO₂分散在四甲基氫氧化銨的 水溶液中，于室溫下攪拌后離心，得到的上清液為MnO₂納米片溶膠；將等體積的MnO₂納 米片溶膠與HRP溶液5g/L的辣根過氧化物酶基溶液充分混勻后，用微量加樣器將10μLMnO₂納米片溶膠與HRP混合溶液滴加于WO₃多孔薄膜表面，干燥后即在WO₃多孔薄膜表面得到 MnO₂辣根過氧化物酶薄膜(7)；

步驟三，制備離子存儲層NiO多孔薄膜(6)：a)在500ml燒杯中將0.16mol硫酸鎳、 0.1mol高氯酸鋰、0.03mol過硫酸鉀溶于400ml去離子水,形成深綠色溶液，取一定尺寸ITO 玻璃為基底，ITO玻璃背面用膠帶封住,豎直放立在燒杯中,在300rpm的攪拌下將40ml氨水 (25～28％)倒入,沉積時間為10min，取出后用去離子水沖洗干凈,在80℃烘箱中干燥后,在 200℃氫氣保護下熱處理2h，得到NiO薄膜；b)采用步驟一b中的陽極氧化法處理NiO薄 膜，電壓為30V，時間為25min，得到NiO多孔薄膜(6)；c)將帶有多孔結構NiO薄膜的 ITO玻璃放入噴金儀中，噴鍍Au納米粒子薄膜(5)；

步驟四，制備溶膠型固態電解質(4)：室溫下,先將0.2mol檸檬酸溶解在100ml無水乙 醇中,再加入0.1mol正硅酸乙酯,然后加入5g碳酸鋰和8g尿素并充分溶解,最后加入20g乙 二醇以促進聚合反應的進行，將所得無色透明溶液加熱到60O℃保溫一定時間獲得溶膠,溶 膠的粘度隨保溫時間的延長而增大；

步驟五，組裝電致變色器件：將鍍有NiO薄膜的ITO玻璃和鍍有WO₃薄膜的ITO玻璃 相對放置，中間用絕緣體隔開，絕緣體厚度約1mm，邊緣用環氧樹脂密封，留一小孔用來注 射電解液；然后將粘度約35cps的溶膠用注射器注入到兩片ITO玻璃之間，將器件在80℃ 保溫24h使溶膠聚合并完全固化，得到固態互補型電致變色器件。