一种柔性温度传感器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115435912A(43)申请公布日2022.12.06(21)申请号202210989445.1B05D1/00(2006.01)(22)申请日2022.08.17(71)申请人中国农业大学地址100193北京市海淀区圆明园西路2号申请人中国电力科学研究院有限公司国网北京市电力公司(72)发明人何志祝杨超董昊轩曹凌霄李振明刘伟刘铭扬(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师盛大文(51)Int.Cl.G01K7/16(2006.01)B22F1/17(2022.01)B22F1/054(2022.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种柔性温度传感器及其制备方法(57)摘要本发明涉及柔性传感技术领域，具体涉及一种柔性温度传感器及其制备方法。本发明提供的柔性温度传感器包括：基底膜；传感材料电极，所述传感材料电极嵌入在所述基底膜中；以及封装层；所述传感电极材料为银镓合金。本发明提供的柔性温度传感器的传感电极几乎完全嵌入在基底膜内，能够更好地与基底紧密结合，提升柔性传感器的机械性能和测量稳定性。同时该嵌入基底式柔性温度传感器结构简单，能够实现低成本地大面积制备。CN115435912ACN115435912A权利要求书1/2页1.一种柔性温度传感器，其特征在于，包括：基底膜；传感材料电极，所述传感材料电极嵌入在所述基底膜中；以及封装层；所述传感电极材料为银镓合金。2.根据权利要求1所述的柔性温度传感器，其特征在于，所述传感电极材料为液态金属镓包覆银电极，所述传感电极材料的厚度为5～10um，优选为7～10um；优选的，所述基底膜为聚酰亚胺薄膜；所述基底膜的厚度不大于40um，优选为23～40um，更优选为25～40um。3.根据权利要求2所述的柔性温度传感器，其特征在于，所述传感电极材料嵌入在所述基底膜中，所述传感电极材料的表面优选与所述基底膜的表面平齐，优选所述传感电极材料的表面裸露在所述基底膜外。4.根据权利要求1‑3任一项所述的柔性温度传感器，其特征在于，还包括引线和导电银胶，所述引线通过导电银胶连接在所述传感电极材料上；优选的，采用透明封装层对导电银胶和引线进行封装，优选采用透明封装层对裸露在所述基底膜外的所述传感电极材料的表面部分进行封装。5.权利要求1‑4任一项所述柔性温度传感器的制备方法，其特征在于，包括：1)将纳米银粉、液态金属镓和碱性溶液混合，通入电流、离心，得到纳米银镓颗粒；2)将所述纳米银镓颗粒与分散剂混合，进行超声分散处理，得到液态金属镓包覆的银颗粒墨水；3)将所述液态金属镓包覆的银颗粒墨水通过丝网印刷印制在承印板上，所述分散剂挥发后，旋涂聚酰亚胺溶液，经固化后放入水中，得到内嵌有银镓合金的基底膜前体；4)将所述内嵌有银镓合金的基底膜前体进行微波加热烧结处理，得到内嵌有银镓合金的基底膜；5)在所述微波加热烧结后的传感电极材料的圆形电极上焊接导线，然后进行封装。6.根据权利要求5所述的柔性温度传感器的制备方法，其特征在于，步骤1)中，通过石墨电极通入1～2A电流5～10min；所述离心采用差速离心，转速为10000～20000rpm；优选的，所述纳米银粉的粒径为20～30nm；所述碱性溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钙溶液中的一种或多种，优选所述碱性溶液为强碱性溶液，所述碱性溶液的浓度优选为1～5mol/L。7.根据权利要求5或6所述的柔性温度传感器的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述超声分散处理的功率为150～200W，所述超声分散处理优选采用循环超声10～20次；优选的，超声开关设置为每次开2s关2s共4min，总超声时间为20～40min，在每次循环之间优选进行水浴冷却；优选的，所述分散剂选自质量分数为10％～15％的PVP水溶液、质量分数为3％～5％的PVP正葵醇溶液和质量分数为3％～5％的PVP正己醇溶液中的一种或多种，所述纳米银镓颗粒与所述分散剂的质量比为2:1～3:1。8.根据权利要求5‑7任一项所述的柔性温度传感器的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述丝网印刷的网板尺寸优选为200～500目；所述旋涂的转速设置为预转速300～500rpm，旋转15～20s，然后转速升至1500～2200rpm，旋转15s～20s；所述固化在真空加热条件下进行，真空度优选为‑0.85～‑0.95MPa、温度优选为150～220℃，固化时间优选为2～2CN115435912A权利要求书2/2页3h。9.根据权利要求5‑8任一项所述的柔性温度传感器的制备方法，其特征在于，步骤4)中，微波加热处理的时间为1s～3s，烧结温度为70℃～90℃。10.根据权利要求5‑9任一项所述的柔性温度传感器的