一种电致变色器件的制作方法

本申请涉及一种电致变色器件。

背景技术：

1、电致变色(eletrochromism)是指在通入电压时，材料可以发生氧化还原反应且是高度可逆的，进而促使其在可见光波长范围内的光学性能(反射或吸收)产生可逆的变化，从而呈现出材料颜色随外加电压具有可逆变化的特性。因此，电致变色材料受到了不同领域的关注，主要包括建筑节能智能窗、汽车智能调光天窗，后视镜、智能手机后壳等。典型的电致变色器件是叠层结构，由透明导电层-电致变色层-离子传导层-离子储存层-透明导电层。其中离子传导层至关重要，具有电子绝缘和离子导通的性能，在电致变色过程中起到补偿电荷不平衡的作用，从而保证器件运行的稳定性。离子传导层中的电解质分为固态电解质、凝胶电解质和液态电解质。其中固态电解质封装后稳定性高，但加工成本较高，离子导电率低以及界面兼容性差；凝胶电解质可以有效地改善固态电解质中离子传导性差的问题，但是在制备过程对原料的纯度要求较高，存在大面积均匀性难以控制且变色响应速度慢等问题。然而液态电解质能够解离完全、粘度小、离子转移速度快，能够显著增强电致变色器件响应速度以及制备成本，但传统的液态器件结构存在较易漏液，不利于液态基电致变色器件的大规模生产。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请提供了一种电致变色器件，离子传导层中的电解质为液态电解质，该电致变色器件结构有所改变，漏液率大大降低，制备工艺简单，有利于液态基电致变色器件的大规模生产。

2、本发明提供一种电致变色器件，所述电致变色层与离子存储层之间设有多孔离子传导层，所述多孔离子传导层被液体电解质所浸润，所述多孔离子传导层为多孔聚合物层，所述多孔聚合物层的孔隙率为20％-60％，所述多孔聚合物层的平均孔径大于0nm且小于1000nm。

3、上述电致变色器件，本发明的发明人经过大量实验发现，当孔径大小处于纳米级，孔具有毛细管作用力对液态电解质进一步起到固定作用；进而对液体的流动性产生了限制作用，孔隙率为20％-60％，电解质可以被吸附固定，且能满足电致变色器件对于离子传导性的要求，相对于现有技术，电解质的使用量有所降低(低至0.5mg/cm2-1.6mg/cm2)，大大降低了液态基电致变色器件的漏液现象。

4、可选地，所述多孔聚合物层为聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚芳纶膜中的一种。聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚芳纶膜的制备方法成熟，可采用市售的符合上述孔隙率和平均孔径要求的聚合物膜，也可以自行制备，制备方法为本领域公知，在此不再赘述。采用本发明制备的电致变色器件制备方法简单，适合大规模工业化生产，且因多孔聚合物层可选择市售的聚合物膜，成本大大降低，适合商业化推广。

5、可选地，所述多孔离子传导层面积大于电致变色层或离子存储层面积的0.1％-30％。

6、可选地，电致变色层、多孔离子传导层、离子存储层的四周设有密封胶。

7、可选地，所述多孔离子传导层的厚度为2um-25um。

8、可选地，所述电致变色层从上到下依次包括，透明基底、导电层、电致变色层、离子传导层、离子存储层、导电层、透明基底。

9、可选地，所述透明基底为玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种；所述导电层为氧化铟锡、氧化锡、氧化锡掺锑、氧化锌、氧化锌掺铝中的一种或几种、所述电致变色层为聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚2,5-二溴-3,4-亚乙基二氧噻吩、聚3,4-双(2-乙基己氧基)噻吩、聚苯胺、聚吡咯、1,1'-二甲基-4,4'-二联吡啶、二-(2-膦酰乙基)-4,4'-二联吡啶、氧化钨、氧化钼、氧化钛中的一种或几种；所述离子存储层为氧化镍、五氧化二铌、五氧化二钒、普鲁士蓝、氧化铈中的一种或几种。

10、可选地，所述液体电解质含有锂盐，溶剂、添加剂，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、三氟甲烷磺酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂中的一种或几种，所述溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、1,2-二甲氧基乙烷、n,n-二甲基甲酰胺、水中的一种或几种，所述添加剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、n-月桂酰谷氨酸、n-月桂酰胺天冬氨酸中的一种或几种。

11、可选地，所述液体电解质含有：所述锂离子的浓度为0.8mol/l-63mol/l，添加剂1wt％-30wt％，其余为溶剂。

技术特征：

1.一种电致变色器件，其特征在于，所述电致变色层与离子存储层之间设有多孔离子传导层，所述多孔离子传导层被液体电解质所浸润，所述多孔离子传导层为多孔聚合物层，所述多孔聚合物层的孔隙率为20％-60％，所述多孔聚合物层的平均孔隙大于0nm且小于1000nm。

2.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述多孔离子传导层面积大于电致变色层或离子存储层面积的0.1％-30％。

3.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色层、所述多孔离子传导层、所述离子存储层的四周设有密封胶。

4.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述多孔离子传导层的厚度为2um-25um。

5.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述多孔聚合物层为聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚芳纶膜中的一种。

6.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色层从上到下依次包括，透明基底、导电层、所述电致变色层、所述多孔离子传导层、所述离子存储层、导电层、透明基底。

7.根据权利要求6所述的电致变色器件，其特征在于，所述透明基底为玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种，所述导电层为氧化铟锡、氧化锡、氧化锡掺锑、氧化锌、氧化锌掺铝中的一种或几种、所述电致变色层为聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚2,5-二溴-3,4-亚乙基二氧噻吩、聚3,4-双(4-乙基己氧基)噻吩、聚苯胺、聚吡咯、1,1'-二甲基-4,4'-二联吡啶、二-(2-膦酰乙基)-4,4'-二联吡啶、氧化钨、氧化钼、氧化钛中的一种或几种；所述离子存储层为氧化镍、五氧化二铌、五氧化二钒、普鲁士蓝、氧化铈中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述液体电解质含有锂盐、溶剂和添加剂；所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、三氟甲烷磺酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂中的一种或几种，所述溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、1,2-二甲氧基乙烷、n,n-二甲基甲酰胺、水中的一种或几种，所述添加剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、n-月桂酰谷氨酸、n-月桂酰胺天冬氨酸中的一种或几种。

9.根据权利要求8所述的电致变色器件，其特征在于，所述液体电解质含有：锂离子的浓度为0.8mol/l-63mol/l，添加剂1wt％-30wt％，其余为溶剂。

技术总结
本申请提供了一种电致变色器件，所述电致变色层与离子存储层之间设有多孔离子传导层，所述多孔离子传导层被液体电解质所浸润，所述多孔离子传导层为多孔聚合物层，所述多孔聚合物层的孔隙率为20％‑60％，所述多孔聚合物层的平均孔隙大于0nm且小于1000nm。该电致变色器件因含有多孔离子传导层，导致电致变色器件的结构有所改变，漏液率大大降低，有利于液态基电致变色器件的大规模生产。

技术研发人员：曹子宜,马兰,许海波,陈梁
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15