[發明專利]一種復合導電膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810975635.1
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109102919B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 王文平;張安;張金柱;梁蒙蒙
• 申請（專利權）人: 山東圣泉新材料股份有限公司
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B1/24;H01B13/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種復合導電膜及其制備方法和應用，所述復合導電膜包括纖維素類物質、石墨烯材料和金屬粒子；其中，所述纖維素類物質和石墨烯材料相互搭接，所述金屬粒子填充在所述纖維素類物質和石墨烯材料相互搭載形成的空隙處。本發明提供的復合導電膜具有優異的導電性能，同時由于纖維素類物質和石墨烯材料的加入，可以避免金屬粒子和空氣接觸，從而解決了利用金屬粒子代替ITO作為導電相時易被氧化的問題。

技術領域

本發明屬于導電材料領域，涉及一種復合導電膜及其制備方法和應用。

背景技術

銦錫氧化物(ITO)是目前在光電器件中用來制備導電膜中應用最為廣泛的一類材料，ITO導電膜是一種具有導電功能的氧化銦錫薄膜，基材通常為PET材質，是在PET薄膜上形成以稀有金屬銦(In)為主要原料的ITO(Indium TinOxide)靶材而制成的。作為一種n型半導體材料，ITO導電膜具有較高的自由載流子濃度(電阻率低)、禁帶寬度、可見光譜區光透射率高等光學特征，基于其透光率和導電性能較好，ITO導電膜被廣泛應用于平板顯示器件、太陽能電池等諸多領域。高的可見光透光率與相當低的電阻率結合在一起，使ITO薄膜成為目前綜合性能最優異的透明導電材料之一。

但是，銦錫氧化物價格高、銦資源短缺、材料具有脆性以及銦的毒性等因素而導致其急需被替代，金屬銀、銅等因其良好的導電性備受關注，CN100549219A公開了一種氧化鎵-氧化鋅系濺射靶、透明導電膜的形成方法及透明導電膜，其含有20-2000質量ppm的氧化鋯，在氧化鎵-氧化鋅系濺射靶中添加微量的規定元素，可改善其導電性和靶的體積密度，但是制備方法較復雜，且機械強度不太高，限制了其應用。CN101160632A公開了一種金屬導電膜的制備方法，其利用金屬微粒分散液形成涂覆液，然后涂敷在基材上進干燥壓縮處理得到導電膜，其金屬微粒選自貴金屬粒子、銅粒子或鎳等微粒，雖然得到了導電膜，但是金屬粒子容易被氧化，例如，銅變為氧化銅之后幾乎不導電，從而使其應用受到限制。

因此，需要開發一種新的復合導電膜，使其中包含的金屬粒子不易被氧化，從而使其具有優良的導電性能且可同時延長復合導電膜的使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合導電膜及其制備方法和應用，復合導電膜中包括的金屬粒子不易被氧化，從而使其具有優良的導電性能且可同時延長復合導電膜的使用壽命。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種復合導電膜，所述復合導電膜包括纖維素類物質、石墨烯材料和金屬粒子。

其中，所述纖維素類物質和石墨烯材料相互搭接，所述金屬粒子填充在所述纖維素類物質和石墨烯材料相互搭載形成的空隙處。

本發明提供的復合導電膜具有優異的導電性能，同時由于纖維素類物質和石墨烯材料的加入，可以避免金屬粒子和空氣接觸，從而解決了利用金屬粒子代替ITO作為導電相時易被氧化的問題。

在本發明中，以復合導電膜的質量為100％計，所述纖維素類物質的含量為90-99.5wt％，例如92wt％、94wt％、96wt％、98wt％、99wt％等。

以復合導電膜的質量為100％計，所述石墨烯材料的含量為0.25-5wt％，例如0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、4.5wt％等。

以復合導電膜的質量為100％計，所述金屬粒子的含量為0.25-5wt％，例如0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、4.5wt％等。

本發明中限定了金屬粒子的質量百分含量，若金屬粒子的含量較少，則可能會影響復合導電膜的導電性；若金屬粒子的含量過多，過多的金屬粒子容易發生團聚，導致其暴露在空氣中而被氧化，從而影響復合導電膜的性能。

優選地，所述金屬粒子包括金、銀、銅和鋁中的任意一種或至少兩種的組合，優選銀和/或銅。