[發明專利]駐極電極及其制備方法、駐極裝置

有效

• 申請號: 201810147863.X
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN110164693B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 李春曉;朱光;王中林
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H01G7/02
• 分類號: H01G7/02;B82Y30/00;B82Y15/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種駐極電極及其制備方法、駐極裝置。其中，該駐極電極為柔性的導電納米棒陣列，所述導電納米棒陣列包括：柔性高分子薄膜襯底；納米棒陣列，形成于柔性高分子薄膜襯底之上，包含若干呈陣列分布的納米棒；以及導電層，覆蓋于納米棒陣列之上，兩個相鄰納米棒上覆蓋的導電層之間存在距離。本公開的駐極電極在低電壓驅動下就可以實現尖端放電，產生電暈放電現象，且制備工藝簡單；駐極裝置能夠成功實現低電壓驅動強電場輸出，驅動電路裝置簡單，能耗低，而且還可以進行高溫駐極；電極材料用料少，成本低；柔性電極材料可彎曲；同時實現了低碳環保的理念。

技術領域

本公開屬于駐極技術領域，涉及一種駐極電極及其制備方法、駐極裝置。

背景技術

駐極體具有體電荷的特性，其電荷不同于摩擦起電，既出現在駐極體表面，又存在于駐極體內部，在電子材料領域逐漸顯示出應用潛力，由于駐極體可以提供一個穩定的電壓，因此可以作為良好的直流電壓源，應用于電子器件和電工測量儀表等方面，高分子聚合物駐極體的發現和使用，是聲電換能材料的一次巨大變革，利用其可以制成電機、高壓發生器、引爆裝置、空氣過濾器、邏輯電路中的尋址選擇開關、聲全息照相用換能器等，具有較大的潛在應用價值。

將駐極材料制成駐極體的裝置為駐極裝置，目前市場上駐極裝置不少，但都需要極高的電壓才能使得空氣電離而實現駐極，能耗高，不夠節能環保、綠色低碳；同時高電壓電源需要的裝置驅動電路復雜、笨重，因此，有必要提出一種能夠實現低電壓驅動強電場輸出、布線工藝簡單、節能環保的駐極裝置。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種駐極電極及其制備方法、駐極裝置，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種駐極電極，該駐極電極為柔性的導電納米棒陣列，所述導電納米棒陣列包括：柔性高分子薄膜襯底；納米棒陣列，形成于柔性高分子薄膜襯底之上，包含若干呈陣列分布的納米棒；以及導電層，覆蓋于納米棒陣列之上，兩個相鄰納米棒上覆蓋的導電層之間存在距離。

在本公開的一些實施例中，納米棒陣列的密度介于10⁴mm^-2～10⁷mm^-2之間。

在本公開的一些實施例中，納米棒的直徑介于90nm～110nm之間；和/或納米棒的長度介于1μm～20μm之間。

在本公開的一些實施例中，柔性高分子薄膜襯底的材料為如下材料中的一種：PTFE、Kapton、FEP、PMMA、PS、以及PET。

在本公開的一些實施例中，導電層的厚度介于100nm～200nm之間。

在本公開的一些實施例中，納米棒陣列與柔性高分子薄膜襯底的材料相同，由柔性高分子薄膜經刻蝕后得到一體化的柔性高分子薄膜襯底與納米棒陣列。

根據本公開的另一個方面，提供了一種駐極電極的制備方法，包括：在柔性高分子薄膜襯底上制作納米掩膜；對帶有納米掩膜的柔性高分子薄膜襯底進行刻蝕處理，得到納米棒陣列；以及在納米棒陣列的表面沉積導電材料，得到柔性的導電納米棒陣列。

在本公開的一些實施例中，柔性高分子薄膜襯底的材料為如下材料中的一種：PTFE、Kapton、FEP、PMMA、PS、以及PET；和/或柔性高分子薄膜襯底的厚度介于50μm～100μm之間；和/或納米掩膜的材料為如下材料中的一種或幾種：Au、Pt、Ti、以及Al；和/或納米掩模的厚度介于5nm～10nm之間。

在本公開的一些實施例中，刻蝕處理采用電感耦合反應離子刻蝕的方式進行，刻蝕速率介于300nm/min～400nm/min之間。

根據本公開的又一個方面，提供了一種駐極裝置，該駐極裝置的駐極電極為本公開提到的任一種駐極電極。