[發明專利]導電聚合物水凝膠及其制備方法、產電器件

有效

• 申請號: 202010781134.7
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN114058060B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 魏迪;周亞寧;張麗娟;柳絮;鐘夢娟;王楊儉;楊露;李科
• 申請（專利權）人: 北京石墨烯研究院
• 主分類號: C08J7/12
• 分類號: C08J7/12;C08J3/075;C08L29/04;C08L1/28;H02N3/00
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 司麗琦;于寶慶

1.一種產電器件，其特征在于，包括：

柔性基底，具有第一部和第二部；

第一電極和第二電極，設置于所述柔性基底的同一側面，且分別位于所述第一部和第二部；及

第一水凝膠和第二水凝膠，分別覆蓋于所述第一電極和所述第二電極表面，且與所述基底固定連接；所述第一水凝膠和第二水凝膠均為導電聚合物水凝膠，且所述第一水凝膠和所述第二水凝膠具有不同的導電離子濃度；

其中，所述產電器件被配置為通過彎折所述柔性基底，使所述第一部和第二部相對，以使所述第一水凝膠和第二水凝膠相接觸產生電能；

所述導電聚合物水凝膠的制備方法，包括：

將水凝膠前驅體與短鏈纖維素混合，加熱攪拌后得到混合液；

所述混合液進行冷凍-回溫循環處理，得到水凝膠；及

將所述水凝膠置于鹽溶液中浸泡處理，得到所述導電聚合物水凝膠；

所述水凝膠前驅體選自聚乙烯醇及其衍生物中的一種或多種，所述衍生物選自殼聚糖-聚乙烯醇、聚丙烯酸-聚乙烯醇、明膠-聚乙烯醇和環糊精-聚乙烯醇中的一種或多種；所述短鏈纖維素選自羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、羥甲基纖維素、羧甲基纖維素中的一種或多種，所述短鏈纖維素與所述水凝膠前驅體的質量比為1:5~1:10，所述加熱攪拌的溫度為60℃~90℃；

所述鹽溶液的濃度為0.01mol/L~5mol/L，所述浸泡處理的時間為10h~24h；

所述第一水凝膠和所述第二水凝膠的導電離子濃度差至少為0.01mol/L。

2.根據權利要求1所述的產電器件，其特征在于，還包括所述循環處理前，所述混合液于室溫下靜置12h~24h。

3.根據權利要求1所述的產電器件，其特征在于，所述循環處理的次數為至少2次，每次所述循環處理包括：將所述混合液置于-15℃~-40℃下冷凍10h~24h后再置于室溫下回溫10h~24h。

4.根據權利要求1所述的產電器件，其特征在于，所述鹽溶液選自氯化鈉溶液、氯化鉀溶液、氫氧化鉀溶液、氯化鎂溶液、氯化銅溶液、硝酸鋅溶液和三氧化二鐵溶液中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的產品器件，其特征在于，所述第一水凝膠和所述第二水凝膠的形狀各自獨立地選自圓柱體、長方體或正方體；所述第一水凝膠和所述第二水凝膠的形狀均為圓柱體時，所述圓柱體的直徑為0.1mm~15mm，高度不超過5mm。

6.根據權利要求1所述的產品器件，其特征在于，所述柔性基底選自聚對苯二甲酸乙二醇酯膜、聚氯乙烯膜、聚酰亞胺膜、聚丙烯膜和聚四氟乙烯膜中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的產品器件，其特征在于，所述第一電極的寬度為2mm~10mm，長度為2mm~20mm；所述第二電極的寬度為2mm~10mm，長度為2mm~20mm；所述第一電極和所述第二電極的材料各自獨立地選自無機導電材料和金屬導電材料中的一種或多種，所述第一電極和所述第二電極的間距為5mm~50mm。