[发明专利]一种碳基应变电源的制备方法

权利要求书

1.一种碳基应变电源的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）石墨烯片层的制备：将碳纤维、碳酸氢钠颗粒、异丙醇依次加入到球磨罐中，其中，碳纤维与碳酸氢钠颗粒的质量比为3～6:1，异丙醇的用量为碳纤维质量的20～30倍；球磨罐放入球磨机中，20～30℃下以500～800r/min的转速球磨2～3小时后得到该石墨烯片层；

（2）石墨烯片层的附着：采用化学转移法或旋转涂覆法将石墨烯片层附着在柔性聚合物薄片上；

（3）微电极的制备：通过电子束曝光或光刻技术在聚合物薄片表面生成导电薄膜，导电薄膜在石墨烯片层表面形成微电极，将石墨烯表面的电荷导出；

（4）碳基应变电源的制备：将两片步骤（2）所得的附着有石墨烯片层和导电薄膜的聚合物薄片置于电解质环境中，通过导电薄膜引出电极，分别作为碳基应变电源的阴极和阳极；通过拉伸或弯曲其中一片聚合物薄片，使得附着在聚合物表面的石墨烯片层发生形变，两极产生输出电流。

2.根据权利要求1所述的碳基应变电源的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）制备的石墨烯片层厚度为3～6nm。

3.根据权利要求1所述的碳基应变电源的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）碳纤维与碳酸氢钠颗粒的质量比为5:1，异丙醇的用量为碳纤维质量的26倍。

4.根据权利要求1所述的碳基应变电源的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）柔性聚合物为聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯或聚偏氟乙烯中的一种。

5.根据权利要求1所述的碳基应变电源的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）导电薄膜为Au、Pd、Pt、CuI₂、ITO～SnO₂、CuS形成的薄膜之一。

6.根据权利要求1所述的碳基应变电源的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）电解质选自可溶性盐溶液或固态电解质。

7.根据权利要求6所述的碳基应变电源的制备方法，其特征在于，所述可溶性盐溶液为氯化钾溶液或氯化钠溶液。

8.根据权利要求1所述的碳基应变电源的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）拉伸或弯曲聚合物薄片的形变率控制在10～40%。