[發明專利]一種適用于電化學體系的固體導電凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201810539248.3
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN109192355B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 董曉婭;韓亞;邱白晶;管賢平
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H01B1/12
• 分類號: H01B1/12;H01B13/00;C08J3/075
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所 32253
• 代理人: 陳娜

本發明提供了一種適用于電化學體系的固體導電凝膠及其制備方法。采用全新明膠基體，通過加入活性稀釋劑與室溫固化劑對電化學體系液體電解質進行固化，提高了粘結強度、調節了固化時間，對金屬和非金屬都具有較強的粘接性能，且耐候、耐老化，操作方便，能滿足電化學體系的需求。本固體導電凝膠韌性好、伸長率高、結構簡單，不易腐蝕傳感器基體，可制成不同厚度的凝膠基體，便于運輸和攜帶，同時能避免現場檢測過程中因需定量轉移液體電解質的繁瑣操作，能替代電化學體系液體電解質及其電解池的固體導電凝膠，避免液體電解質易揮發、密封困難、腐蝕傳感器基體等缺陷。本發明制備方法簡單，原材料易得，制備條件不苛刻，擠出性好，沒特別氣味，對環境無污染。

技術領域

本發明涉及其一種適用于電化學體系的固體導電凝膠及其制備方法，具體涉及其一種替代電化學體系液體電解質及其電解池的固體導電凝膠的制備方法，屬于電化學方法測試或分析材料技術領域。

技術背景

電化學檢測技術是將物理、化學、生物能轉換成電能的一種檢測技術，通過檢測輸出電能的電流或電位信號的變化，實現對被檢測物質的分析。而電極是與電解質溶液或電解質接觸的電子導體或半導體，它是通過被測物發生電化學反應，產生與被測物濃度成正比的電信號來工作。電化學體系借助于電極實現電能的輸入或輸出，液體電解質及其電解池是實施電極反應的場所。中國專利CN 102183678 A號公開了一種用于掃描電化學顯微鏡的多功能電解池，通過下蓋的不同結構，可完成三電極體系、四電極體系以及其復雜體系的實驗。PCT專利CN 103155067 A號公開了一種電解質體系和電解池，涉及其電解質體系以及其包含該電解質體系的電解池。US7，297，289號公開了一種電解質體系，描述了離子液體作為電解質。

到目前為止，液體電解質及其電解池依然是電極反應的必需場所。在電化學檢測實驗過程中，使用這一電解池存在以下不足或缺點：(1)液體電解質或電解池易揮發、密封困難。 (2)液體電解質或電解池結構比較復雜，操作比較繁瑣，易腐蝕傳感器基體。(3)只能固定在實驗室內使用，不能兼用來進行現場試驗。

固體導電凝膠是一種固化或干燥后具有一定導電性能的膠粘劑，它通常以基體樹脂和導電填料即導電粒子為主要組成成分，通過基體樹脂的粘接作用把導電粒子結合在一起，形成導電通路，實現被粘材料的導電連接。由于導電膠的基體樹脂是一種膠粘劑，可以選擇適宜的固化溫度進行粘接，同時，由于電子元件的小型化、微型化及其印刷電極的高密度化和高度集成化的迅速發展，而導電膠可以制成漿料，實現很高的線性分辨率。和目前廣泛使用的液體電解質及其電解池相比，避免了液體電解質易揮發、密封困難、腐蝕傳感器基體等缺陷，具有穩定性、適用性、使用壽命長等多方面的優勢，是固體導電凝膠材料技術發展的一個重要趨勢。

在工藝上，目前國內外對固體導電凝膠替代電化學體系電極液體電解質及其電解池的方法研究報道較少。常規固體導電凝膠的制備方法，主要采用噴涂、印刷、膠輥、旋涂等方法把導電材料附著或鑲嵌在基材中。中國專利CN 102087884A號公開一種銀納米半埋于有機聚合物表層的透明導電膜。中國專利CN 102087886A公開一種基于銀納米線的基板、粘附層和導電層三層組合而成的透明導電膜。中國專利CN 102183678A號公開了一種導電膠，提供一種具有導電、粘接、固定作用的導電膠。以上固體導電凝膠主要是導電填料為銀納米，材料較昂貴，粘結性較低等特點。而且制備導電膠的工藝比較繁瑣，難于操作，導電導熱性能不能保證，導電穩定性和重復性有待提高。

發明內容