[发明专利]一种基于微流控的柔性离子凝胶电池的高通量制造方法

权利要求书

1.一种基于微流控的柔性离子凝胶电池，其特征在于：包括柔性封装的离子凝胶电池，离子凝胶电池采用四种凝胶电池颗粒按照顺序组装，四种凝胶电池颗粒分别为高浓度盐凝胶，阳离子选择性凝胶，低浓度盐凝胶，和阴离子选择性凝胶，并按以上顺序组装；离子凝胶电池制造系统包括组合的两套离子凝胶电池的灌流系统，即阴阳离子选择性凝胶电池灌流系统和高低浓度盐凝胶电池灌流系统，同种凝胶电池材料微孔通过微流道系统连通，两种凝胶电池颗粒在同一平面上水平方向间隔排列，在竖直方向同种凝胶电池颗粒相邻或间隔分布；两个灌流系统各包括含微流道和凝胶电池微孔结构的柔性上盖片和柔性基底，柔性上盖片中微流道和凝胶电池微孔结构根据凝胶电池结构设计。

2.根据权利要求1所述的一种基于微流控的柔性离子凝胶电池，其特征在于：所述的柔性离子凝胶电池为仿生全柔性电池，高低浓度盐凝胶电池材料主要成分为氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化锌、硫酸锌、硫酸铵、硝酸钾、硝酸钠、硫酸钠或硫酸钾。

3.根据权利要求1所述的一种基于微流控的柔性离子凝胶电池，其特征在于：所述的柔性上盖片为PDMS或PVA，柔性基底为PVC、胶带、铜箔或琼脂糖。

4.根据权利要求1所述的一种基于微流控的柔性离子凝胶电池，其特征在于：所述的灌流系统中微流道尺寸为50μm-500μm，凝胶电池颗粒的尺寸大小为0.5mm-10mm，相邻凝胶电池颗粒的间距为凝胶颗粒直径的1/5～9/10。

5.权利要求1所述的一种基于微流控的柔性离子凝胶电池的高通量制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤01：根据离子凝胶电池结构设计包含微流道及凝胶电池微孔结构的上盖片；

设计阴阳离子选择性凝胶电池灌流系统或高低盐凝胶电池灌流系统，其中，同种凝胶电池材料微孔通过微流道系统连通；两种凝胶电池颗粒在同一平面上水平方向间隔排列，在竖直方向同种凝胶电池颗粒相邻或间隔分布；

步骤02：对含微流道和凝胶电池微孔结构的柔性上盖片进行预处理；

步骤03：将预处理后的凝胶电池灌流系统进行组装，将包含微流道和凝胶电池颗粒的柔性上盖片与柔性基底按由上到下的顺序贴合组装；

步骤04：利用组合的两套凝胶电池灌流系统，通过注射泵设置流速将不同流体按照预设的微流道灌注进设计的灌流系统中；

步骤05：根据凝胶电池结构设计掩模版，将掩模版与灌流结束的凝胶电池系统组合后置于预设环境中进行固化；

步骤06：将固化后的离子凝胶电池脱模后，按顺序进行组装；

步骤07：将组装的离子凝胶电池置于柔性封装系统中利用柔性封装技术进行封装，实现柔性凝胶电池高通量制造。

6.根据权利要求5所述的一种基于微流控的柔性离子凝胶电池的高通量制造方法，其特征在于：所述的步骤01中灌流系统的微流道采用3D打印的模具，利用硅胶翻模制作而成。

7.根据权利要求5所述的一种基于微流控的柔性离子凝胶电池的高通量制造方法，其特征在于：所述的步骤02中预处理方法为等离子亲水处理、表面活性剂处理或脱模剂处理方式。

8.根据权利要求5所述的一种基于微流控的柔性离子凝胶电池的高通量制造方法，其特征在于：所述的步骤05中的掩模版的材质为菲林、金属板或遮光板。