导电油墨剖析

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宣布时间：2024-04-13 10:18
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导电油墨的种类有许多,其中分类方法多样,本文主要按导电填料分类可分为无机系导电油墨和有机系油墨。

2.1 无机系导电油墨

2.1.1 金属系导电油墨

金属系导电油墨综合性能好且性能稳固,可是以金为导电填料,其价钱腾贵,只能适用于高端领域。通过使用小尺寸纳米银填补导电油墨中纳米铜间逍遥,提高铜系导电油墨的电导率。微米级铜粉粒径较大,不易团圆,并且氧化水平较低,选用铜粉作为导电填料,以酚醛树脂为黏结剂制备铜系导电油墨,在铜粉添加量为70%时,其电阻率为53.865 mΩ·cm,同时体现出优异的附着力,抵达4A级别。铝和镍只适用于电阻要求不高的场合。现在,纳米银导电油墨因电导率高、化学稳固性好、制备简朴等优点成为导电油墨的研究焦点。接纳原位还原法制备平均粒径为10 nm单疏散的纳米银颗粒,疏散在体积比为24∶8∶30∶38的去离子水、乙醇、甘油和乙二醇共溶剂中,配制纳米银质量分数为30%的导电油墨,油墨具有优异的稳固性,以棉织物作为基材,印制导电线路,在60 ℃下烧结30 min,油墨在棉织物上体现出高附着力与导电性,电阻率为2×10-5 Ω·m。

2.1.2 碳系导电油墨

现在,以导电性好、性能稳固、价钱低廉的石墨烯、碳纳米管作为新型碳系导电填料极大拓宽了碳质料的研究领域。以炭黑为填料的导电油墨导电性较差,且疏散不均。

在碳质料中碳纳米管因具有奇异的电子、化学和力学性能已成为纳米科技的主导质料,同时新型质料石墨烯具有极高的电子迁徙率和导电性能,作为优质导电填料。以复合石墨烯和碳纳米管作为导电相,以环氧树脂作为黏结剂制备导电油墨,石墨烯和碳纳米管复合可显著增大导电粒子间的有用接触面积和导电网络的完整性,有用提高导电油墨的导电性能。有研究使石墨烯与炭黑协同疏散,制备一种基于石墨烯的高浓度丝网印刷导电油墨,该油墨具有优异的印刷适性,对印刷图案举行特殊的后处置惩罚(即加热-压缩-轧制-加热),以镌汰印刷图案的厚度,同时坚持其导电性,在宽度为90 μm,厚度为7 μm时,印刷图案导电率为2.151 S/m,并具有优异的力学性能。

2.2 有机系导电油墨

有机系导电油墨的导电组分一样平常为导电高分子质料(聚噻吩、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯)。导电聚合物的导电性是自己所固有的,并不是通过掺杂导电填料实现的,可是其电导率很低,只有掺杂的状态下可具有与金属相似的电化学性子,具有相对较高的电导率。接纳导电聚合物质料制备了可用于凹版印刷的导电油墨,并实现了小批量导电聚合物基导电油墨的制备及印制。将磺化聚苯胺纳米颗粒负载在石墨烯上,获得了匀称、稳固的导电油墨,此油墨具有优异的导电性能,方阻为2.48 MΩ/□。以导电高分子为导电组分的油墨具有固化温度低、合成本钱低、固有的柔韧性和优异的情形稳固性、易于大规模装备的制备和合适的事情窗口等优点,可是它也有如导电性中等和循环稳固性较差等弱点。

2.3 复合导电油墨

复合导电油墨指将2种及2种以上的导电填料混淆,制备出具有特殊性能的导电油墨？墒褂貌畋鹬掷嗟牡嫉缰柿匣ゲ,使其导电性和力学性能获得提升。如通过简朴的自模板原位还原法合成Ag/PPy纳米复合质料(NCs),并在三电极电化学系统中获得高比电容(1 A/g时为576.6 F/g),基于Ag/PPy NCs配制的导电油墨,体现出优异的印刷性、低黏度和优异的稳固性。在不降低导电油墨导电性能的条件下,可在铜粉中加入适量石墨烯从而降低生产本钱等。

用双层或3层石墨烯对纳米铜举行包覆,有用地避免了纳米铜的氧化作用,使得纳米铜在纳米金属导电油墨中有更多生长空间。将聚苯乙烯磺酸盐掺杂在聚噻吩中,然后混淆以少量的纳米银,通过控制导电聚合物的厚度制备用于有机光伏电池的导电涂层。以 RGO 和炭黑为导电填料,将乙醇、乙二醇、丙三醇等组分按响应质量比混淆,制备石墨烯/炭黑导电油墨,此油墨黏附性、匀称性和稳固性优异。复合导电油墨是制备印刷电子产品的主要趋势,凭证种种质料的互补,使油墨的导电性能获得提高。

竣事语

在柔性微型超等电容器的制备中印刷手艺因其要领简朴、本钱低、可集成等优点普遍应用。其中,制备适用于印刷的导电油墨是重点,无机系中金属系油墨具有导电性好、机械性能好、不易老化,但价钱高,现在,以金属为代表的导电油墨中,由于银具有高导电性、优异的理化性子,使得纳米银导电油墨占有着无可相比的职位;而碳质料和高分子聚合物价钱相对较低,但导电性差;因此将金属系和碳系、高分子聚合物相团结制备复合导电油墨,即镌汰了金属系的使用量,降低本钱,又提高了油墨的导电性,因此制备导电性高、本钱低的水性导电油墨仍是继续探索的偏向。在评估导电油墨的性能中,主要包括流变性、导电性能、外貌形貌及印刷顺应性,并对其举行一些通例性能测试,通过对导电油墨举行评价,使导电油墨的综合性能获得提高,进而通过印刷手艺制备电化学性能更好的柔性微型电容器。

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