[發(fā)明專利]可墨水直寫打印柔性電極及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810085778.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN110098067A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許鑫華;馬紹帥;張麗芳;鄭麗婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): H01G11/30
• 分類號(hào): H01G11/30;H01G11/36;H01G11/48;H01G11/86;H01G11/24;H01G11/26;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.可墨水直寫打印柔性電極的制備方法，其特征在于，按照下述步驟進(jìn)行：

步驟1，將導(dǎo)電聚合物同軸納米管復(fù)合材料和氧化石墨烯均勻分散在無(wú)水乙醇中，形成電極墨水；導(dǎo)電聚合物同軸納米管復(fù)合材料和氧化石墨烯的質(zhì)量比為(1—10)：1，導(dǎo)電聚合物同軸納米管復(fù)合材料為聚吡咯/聚苯胺同軸納米管復(fù)合材料；在均勻分散后進(jìn)行溶劑無(wú)水乙醇的蒸發(fā)，直至固含量到達(dá)10mg mL-1以上；

步驟2，以碳布為基底利用步驟1制備電極墨水進(jìn)行凝膠器件的打印，成型后在水合肼蒸汽氣氛下還原，即可得到可墨水直寫打印柔性電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可墨水直寫打印柔性電極的制備方法，其特征在于，在步驟1中，導(dǎo)電聚合物同軸納米管復(fù)合材料和氧化石墨烯的質(zhì)量比為(5—8)：1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可墨水直寫打印柔性電極的制備方法，其特征在于，在步驟1中，采用機(jī)械攪拌和超聲分散的方式進(jìn)行均勻分散，先進(jìn)行機(jī)械攪拌，機(jī)械攪拌的速度為每分鐘100—200轉(zhuǎn)，時(shí)間為10—30min，再進(jìn)行超聲分散，超聲分散時(shí)間為1—5h，優(yōu)選2—3小時(shí)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可墨水直寫打印柔性電極的制備方法，其特征在于，在步驟1中，在均勻分散后進(jìn)行溶劑無(wú)水乙醇的蒸發(fā)，直至固含量到達(dá)10—20mg mL-1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可墨水直寫打印柔性電極的制備方法，其特征在于，在步驟2中，將步驟1制成的電極墨水加入到注射器中并與噴頭連接，將注射器加裝到多軸定位系統(tǒng)上，使用螺桿擠出的方式在碳布上進(jìn)行多層打印，結(jié)束后在80—90℃下水合肼氣氛中還原即得所述的柔性電極，還原時(shí)間為1—6小時(shí)，優(yōu)選3—5小時(shí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可墨水直寫打印柔性電極的制備方法，其特征在于，在步驟2中，打印速度為1—5mm s^-1，每一層打印結(jié)束后待自然干燥后再打印下一層。

7.如權(quán)利要求1—6之一所述的制備方法在制備柔性電極中的應(yīng)用。

8.如權(quán)利要求1—6之一所述的制備方法制備的柔性電極作為超級(jí)電容器電極材料的應(yīng)用。

9.電極墨水在制備柔性電極中的應(yīng)用，其特征在于，電極墨水由導(dǎo)電聚合物同軸納米管復(fù)合材料和氧化石墨烯均勻分散在無(wú)水乙醇中組成，導(dǎo)電聚合物同軸納米管復(fù)合材料和氧化石墨烯的質(zhì)量比為(1—10)：1；導(dǎo)電聚合物同軸納米管復(fù)合材料為聚吡咯/聚苯胺同軸納米管復(fù)合材料；在均勻分散后進(jìn)行溶劑無(wú)水乙醇的蒸發(fā)，直至固含量到達(dá)10mg mL-1以上，即制得電極墨水。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極墨水在制備柔性電極中的應(yīng)用，其特征在于，導(dǎo)電聚合物同軸納米管復(fù)合材料和氧化石墨烯的質(zhì)量比為(5—8)：1；在均勻分散后進(jìn)行溶劑無(wú)水乙醇的蒸發(fā)，直至固含量到達(dá)10—20mg mL-1。