平面柔性储能变色一体化器件及其制备方法
阅读说明：本技术 平面柔性储能变色一体化器件及其制备方法 (Planar flexible energy storage color change integrated device and preparation method thereof ) 是由 胡柳 张亚茹 胡毅 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种平面柔性一体化器件,特别涉及一种平面柔性储能变色一体化器件及其制备方法。本发明通过用高分子聚合物分散电致变色材料获得粘度合适、分散性稳定优异的高性能墨水,采用微电子打印机将其印制在PET等柔性基底上,获得图案化电致变色层；再用类似方法配制导电电极墨水,并在电致变色层上部二次精准打印导电电极层；最后,在电致变色层图案上部印制凝胶电解质,并将两部分电致变色层组装获得完整平面柔性储能变色一体化器件。本发明通过微电子打印技术的应用、高性能墨水的制备、柔性基材、电致变色及导电电极材料的筛选等实现了平面化柔性电容储能电致变色一体化器件机械柔性、光学性能和电化学性能的全方位提升。(The invention relates to a planar flexible integrated device, in particular to a planar flexible energy storage and color change integrated device and a preparation method thereof. The invention obtains high-performance ink with proper viscosity and stable and excellent dispersibility by dispersing the electrochromic material with high molecular polymer, and the high-performance ink is printed on flexible substrates such as PET and the like by adopting a microelectronic printer to obtain a patterned electrochromic layer; preparing conductive electrode ink by a similar method, and accurately printing a conductive electrode layer on the upper part of the electrochromic layer for the second time; and finally, printing gel electrolyte on the upper part of the pattern of the electrochromic layer, and assembling the two parts of the electrochromic layer to obtain the complete planar flexible energy storage and color change integrated device. The invention realizes the comprehensive improvement of mechanical flexibility, optical performance and electrochemical performance of the planar flexible capacitance energy storage electrochromic integrated device by applying a microelectronic printing technology, preparing high-performance ink, screening flexible base materials, electrochromic and conductive electrode materials and the like.)
技术领域
本发明涉及一种平面柔性一体化器件，特别涉及一种平面柔性储能变色一体化器件及其制备方法，属于储能器件技术领域。
背景技术
随着经济飞速发展，能源消耗持续增长，能源危机已成为当今社会最大的问题之一，以智能方式管理能耗已成为解决能源问题的一种方法。储能变色器件作为一种典型的集变色和储能功能于一体的多功能器件，具有工作电压低、多稳态、静态无功耗、透光度连续可调、寿命长、成本低等特点，可通过视觉判断电源能量消耗情况，为智能管理能耗提供一种方法。其在智能节能窗、低能耗显示器、汽车防炫目后视镜、电子书、智能眼镜、红外隐身和卫星热控等领域都有着广泛应用。
近年来对于这类多功能器件的结构设计与工作原理不断取得研究进展，但仍然有待提高。从电化学原理角度来讲，电致变色器件和电池、超级电容器具有相同的结构，且由于电致变色和储能过程都起源于电化学氧化还原反应，而电化学氧化还原反应过程与活性材料的表面积和电导率密切相关。因此，通过电致变色技术与储能器件技术的进一步融合设计，可优化器件结构，开发出高性能平面柔性储能变色一体化器件。另外，开发具有高表面积和电导率的新型电致变色活性材料对提升储能变色一体化器件性能至关重要。对于电致变色器件，理想的电极材料不仅需要高导电率，而且需要极好的透光性、抗化学性能和耐电化学腐蚀性能。而常用ITO电致变色电极材料，其导电性不足以获得很高的响应速度。在低应变下，ITO薄膜也极易开裂导致其导电性能急剧降低，从而影响整个器件的性能。所以，如何克服其脆性，提升导电性和柔性是这一领域的技术瓶颈。且铟元素比较稀缺和贵重，找到其他导电材料来替代传统ITO也成为当前的研究热点。
近年来，纳米导电材料，如：金属纳米材料(如金属纳米线和金属网格)，碳材料(如碳纳米管和石墨烯)，以及纳米掺杂金属氧化物被广泛地研究。这些纳米导电材料用于电致变色器件不仅能提升电致变色性能，还可促进下一代多功能、柔性可穿戴器件的发展。常用的电致变色器件中的纳米导电材料，包括银纳米线，碳纳米管，石墨烯，纳米掺杂的金属氧化物和混合导电纳米材料。这些材料的发掘和应用不仅实现了电致变色纳米薄膜和器件光学性能和电化学性能的改善，也促进了器件机械柔性的提升。
另外，电致变色能源器件制备的关键在于电致变色电极的制备，尤其涉及到图案化电极设计，传统的物理沉积和喷雾掩模等工艺复杂，效率低下，严重限制了电致变色能源器件的发展。为了解决以上问题，人们对其进行了许多探索。打印技术工艺技术成熟，应用范围广泛，而且成本低、可靠性好、产量高，非常适合于平面器件的宏量化制备。其可通过将功能性材料配置成具有适当流变性的油墨进行印制得到。作为一种新兴的智能制造技术，可在实现大规模制备的同时，实现集成化，以提升器件整体性能。将电致变色功能材料配制成稳定油墨，并通过打印的方式制备图案化电极，为电致变色能源器件的制备提供了一种可靠高效的新方案。因此，合成配制高性能油墨对于扩展高效的打印技术应用于制备柔性功能器件具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种平面柔性储能变色一体化器件，其机械柔性、光学性能和电化学性能得到全方位提升。
本发明还提供一种所述平面柔性储能变色一体化器件的制备方法，该方法具有简单方便，在赋予器件平面性、柔性的同时，还可轻松实现集成化，赋予储能变色器件优异电化学和光学性能的提升，为一体化器件低成本制备提供了新的研究方向和思路。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种平面柔性储能变色一体化器件的制备方法，该储能变色一体化器件包括柔性衬底、电致变色层、电解质层和导电电极层，该方法包括以下步骤：
(1)电致变色层和导电电极层的油墨制备
用高粘度的有机高分子聚合物在溶剂中分散电致变色材料，调节油墨粘度至20-100mPa·s(优选为20-50mPa·s)，经搅拌得到分散稳定性良好的用于打印的电致变色油墨；
导电电极材料用溶剂分散后，再用高导电聚合物调节粘度至20-100mPa·s(优选为40-60mPa·s)，经搅拌后得到用于打印电致变色器件的导电电极层油墨；
(2)图案化电致变色层和导电电极层
在绘图软件辅助下，采用打印机(配绘图软件)根据储能变色一体化器件要求设计和绘制图案，并通过调节系统设置参数(针头的大小、高度、位置、打印气压和打印次数)，在柔性基材上进行图案印制，得到导电电极层，烘干；
采用上述微电子打印的方法，继续用电致变色油墨在上述导电电极层上印制电致变色层，烘干；
(3)在电致变色层的图案上印制凝胶电解质，并将两部分电致变色层组装在一起，进行密封封装，得到所述平面柔性储能变色一体化器件。
本发明方法制备方法简单灵活，易于扩展化，可小批量、多样式生产，图案美观多样化；制备的打印油墨性能优异，分散稳定性好；制备的平面柔性储能变色一体化器件即保持了优异的储能性能，又实现光学性能(电致变色性能)，同时赋予器件优异的机械柔性，对柔性、可穿戴电子设备的扩展性发展和生产具有重要意义。
作为优选，电致变色油墨的粘度为20-50mPa·s，导电电极油墨的粘度为40-60mPa·s。通过精确调节打印机针头的大小、高度、位置、打印气压和打印次数，确保印制图案较高的清晰度和分辨率，利于二次精准对花，从而保证器件优异的电化学性能和光学性能的实现。
作为优选，电致变色材料为WO3、TiO2、MoO3、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、普鲁士蓝、杂多酸或金属酞菁化合物中的一种或几种。
作为优选，步骤(1)中的有机高分子聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、水性聚氨酯(PU)、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯酰胺(CPAM)、水解聚丙烯酰胺(HPAM)、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素(CMC)或海藻酸钠中的一种或几种。
作为优选，步骤(1)中的导电电极材料选自银纳米线、碳纳米管(CNTs)、石墨烯、Mxene或PEDOT：PSS中的一种或几种。
作为优选，溶剂选自乙醇、异丙醇(IPA)、去离子水、N，N二甲基甲酰胺(DMF)、N甲基吡咯烷酮(NMP)、碳酸丙烯酯或乙酸乙酯中的一种或几种；高导电聚合物为聚吡咯、聚苯胺或聚噻吩。
作为优选，步骤(2)中的微电子打印机(配Bits Assembler绘图软件)，可用于此打印的打印机有MP1100微电子打印机、MF3D-200型3D混合打印机和DB100印刷电子多功能3D打印机。
作为优选，步骤(2)中的柔性基材可为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物薄膜(SBS)。
作为优选，步骤(2)中的系统参数根据打印图案的大小、线条粗细、精细度和分辨率等调节；烘干条件为80-120℃，5-60min。
作为优选，步骤(3)中的凝胶电解质为KOH/PVA、KOH/H2SO4、CMC/NaSO4、KOH/LiCl、LiClO4/PMMA/PG或六氟磷酸钾(KPF6)/PMMA/碳酸丙烯酯(C4H6O3)/乙酸乙酯(C4H8O2)。
一种本发明所述的制备方法制得的平面柔性储能变色一体化器件，该器件具有优异的机械柔性、电化学性能和光学性能。
本发明首先用高分子聚合物分散电致变色材料获得粘度合适、分散性稳定优异的油墨，采用微电子打印机将其印制在柔性基底上，获得图案化电致变色层；再用相同方法配制导电电极油墨和二次精准打印导电电极层；最后，在电致变色层图案上印制凝胶电解质，并将两部分电致变色层组装获得完整平面柔性储能变色一体化器件。该制备方法可扩展应用于柔性、可穿戴储能器件领域，与现有技术相比，本发明方法具有以下特点：
1、本发明运用微电子打印技术，操作步骤简单，集成化便捷，适用于工业化生产；
2、制备的电致变色油墨和导电电极油墨具有良好的分散稳定性和粘度，能很好的匹配微电子打印工技术；
3、制备的平面柔性储能变色一体化器件具有优异的机械柔性、电化学性能和光学性能，同时实现储能和电致变色，体现了智能电池的设计概念。
附图说明
图1是实施例1所得的平面柔性锌离子电容储能电致变色一体化器件不同电流密度下的恒电流充放电(GCD)曲线；
图2是实施例2所得的平面柔性石墨烯电容储能电致变色一体化器件不同扫描速率系的电流电压(CV)曲线；
图3是实施例2所得的平面柔性石墨烯电容储能电致变色一体化器件的电化学阻抗谱图(EIS)；
图4是实施例3所得的实施例3平面柔性Mxene电容储能电致变色一体化器件不同电流密度下的恒电流充放电(GCD)曲线；
图5是实施例4所得的平面柔性碳纳米管电容储能电致变色一体化器件不同扫描速率系的电流电压(CV)曲线；
图6是实施例5所得的平面柔性PEDOT：PSS电容储能电致变色一体化器件的电化学阻抗谱图(EIS)。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。
实施例1
一种平面柔性锌离子电容储能电致变色一体化器件的制备方法，该方法具体步骤如下：
(1)电致变色层和导电电极油墨制备
用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在NMP中分散纳米三氧化钨(WO3)材料，调节油墨粘度至42mPa·s左右，经1000r/min转速搅拌10min得到分散稳定性良好的用于微电子打印的WO3电致变色油墨；
Ag NWs和纳米锌粉用乙醇分散后，再用聚吡咯调节粘度至50mPa·s左右，经1000r/min转速搅拌5min搅拌后得到用于打印的Ag NWs/Zn导电电极油墨；
电致变色油墨重量百分比配方：纳米三氧化钨(WO3)10％，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)5％，余量为NMP，油墨总重量计为100％。
导电电极油墨重量百分比配方：Ag NWs 7.5％，纳米锌粉10％，聚吡咯2.5％，余量为乙醇，油墨总重量计为100％。
(2)图案化电致变色层和导电电极层
采用步骤(1)制得的油墨，在绘图软件辅助下设计和绘制校徽对称器件图案，并通过调节系统设置参数(针头孔径250μm、高度100μm、速度2mm/s、气压240kPa和打印1次)，在臭氧处理过的PET膜上进行印制，得到Ag NWs/Zn导电电极层；打印完成后，80℃烘干10min。
采用相同方法，调整到上述对称图案相同位置(气压250kPa，针头高度为200μm)，在上述导电电极层图案上打印WO3油墨得到电致变色层。最后，100℃烘干10min。
(3)在烘干的WO3电致变色层图案上进一步印制6M PVA/KOH凝胶电解质(针头孔径250μm、高度300μm、速度3mm/s、气压200kPa)，并将得到的两部分覆盖凝胶电解质的电致变色层组装在一起，即获得平面柔性锌离子电容储能电致变色一体化器件。
补充例1：凝胶电解质的制备
PVA/KOH凝胶电解质：将6.72g KOH溶于20mL去离子水中，6g PVA加入上述溶液，85℃油浴加热搅拌混合，直到得到均匀的混合物。
PVA/LiCl凝胶电解质：1.70g LiCl加入20mL去离子水中搅拌至溶解，再加入2gPVA，95℃油浴加热搅拌混合，直到完全均匀。
CMC/NaSO4凝胶电解质：20mL DI中加入3g CMC和2g Na2SO4，85℃油浴搅拌3h，直至凝胶透明。
PVA/H2SO4凝胶电解质：将2.5g浓硫酸缓慢加入20mL DI水中，再加入2.5g CMC粉，85℃加热搅拌2h，直至CMC均匀分散透明，冷却至室温。
PVA/LiCl凝胶电解质：4g LiCl溶于去离子水，再加入2g PVA，95℃油浴搅拌直至凝胶变清澈透明，最后冷却至室温。
LiClO4/PMMA/PC电解质：LiClO4(0.5mol/L)和PMMA(35wt％)溶于PC，得到均匀粘稠溶液。
实施例2
一种平面柔性石墨烯电容储能电致变色一体化器件的制备方法，该方法具体步骤如下：
(1)电致变色层和导电电极油墨制备
用聚氧化乙烯(PEO)在乙醇溶液中分散三氧化钼(MoO3)，调节油墨粘度至38mPa·s左右，经800r/min转速搅拌15min得到分散稳定性良好的用于微电子打印的MoO3电致变色油墨；
将聚苯胺和还原氧化石墨烯(rGO)用乙醇分散后，经1000r/min转速搅拌15min搅拌后得到粘度为40mPa·s左右，可用于微电子打印的聚苯胺/rGO导电电极油墨；
电致变色油墨配方：纳米三氧化钼(MoO3)12％，聚氧化乙烯(PEO)4％，余量为乙醇，油墨总重量计为100％。
导电电极油墨配方：聚苯胺5％，还原氧化石墨烯(rGO)12％，余量为乙醇，油墨总重量计为100％。
(2)图案化电致变色层和导电电极层
采用步骤(1)制得的油墨，在绘图软件辅助下设计和绘制校徽对称器件图案，并通过调节系统设置参数(针头孔径250μm、高度150μm、速度1.5mm/s、气压200kPa和打印1次)，在自制PDMS膜上进行印制，得到聚苯胺/rGO导电电极层；打印完成后，100℃烘干10min。后采用相同方法，调整到相同位置(气压220kPa，针头位置为250μm)，在上述导电电极层图案上打印MoO3油墨得到电致变色层。最后，100℃烘干10min。
(3)在烘干的MoO3电致变色层图案上进一步印制PVA/LiCl凝胶电解质(针头孔径250μm、高度350μm、速度3mm/s、气压220kPa)，并将得到的两部分覆盖凝胶电解质的电致变色层组装在一起，即获得平面柔性石墨烯电容储能电致变色一体化器件。
补充例2：PDMS膜制备
SYGARD184有机硅弹性体基体与184有机硅弹性体基体固化剂以重量比10：1混合搅拌30-60min，涂覆在PTFE膜上，120℃固化30min，后从PTFE膜撕下备用。
实施例3
一种平面柔性Mxene电容储能电致变色一体化器件的制备方法，该方法具体步骤如下：
(1)电致变色层和导电电极油墨制备
用聚丙烯酰胺(CPAM)在水和异丙醇混合溶液(5：1)中分散纳米二氧化钛(TiO2)，调节油墨粘度至32mPa·s左右，经1000r/min转速搅拌12min得到分散稳定性良好的用于微电子打印的TiO2电致变色油墨；
将聚苯胺和Mxene用水和异丙醇混合溶液(5：1)分散后，经1000r/min转速搅拌12min搅拌后得到粘度为45mPa·s左右，可用于微电子打印的聚苯胺/Mxene导电电极油墨；
电致变色油墨配方：纳米二氧化钛(TiO2)10％，聚苯胺(PEO)5％，余量为水和异丙醇混合溶液(5：1)，油墨总重量计为100％。
导电电极油墨配方：聚苯胺5％，Mxene 15％，余量为水和异丙醇混合溶液(5：1)，油墨总重量计为100％。
(2)图案化电致变色层和导电电极层
采用步骤(1)制得的油墨，在绘图软件辅助下设计和绘制校徽对称器件图案，并通过调节系统设置参数(针头孔径250μm、高度100μm、速度2mm/s、气压220kPa和打印1次)，在自制SBS弹性膜上进行印制，得到聚苯胺/Mxene导电电极层；打印完成后，80℃烘干10min。后采用相同方法，调整到相同位置(气压250kPa，针头位置为200μm)，在上述导电电极层图案上打印TiO2油墨得到电致变色层。最后，100℃烘干10min。
(3)在烘干的TiO2电致变色层图案上进一步印制CMC/NaSO4凝胶电解质(针头孔径250μm、高度300μm、速度3mm/s、气压250kPa)，并将得到的两部分覆盖凝胶电解质的电致变色层组装在一起，即获得平面柔性Mxene电容储能电致变色一体化器件。
补充例2：SBS弹性膜制备
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和甲苯以重量比1：4油浴80℃混合搅拌1-5h，涂覆在PTFE膜上，室温固化30min，后从PTFE膜撕下备用。
实施例4
一种平面柔性碳纳米管电容储能电致变色一体化器件的制备方法，该方法具体步骤如下：
(1)电致变色层和导电电极油墨制备
用水解聚丙烯酰胺(HPAM)在乙醇溶液中分散三氧化钼(MoO3)，调节油墨粘度至40mPa·s左右，经1000r/min转速搅拌15min得到分散稳定性良好的用于微电子打印的MoO3电致变色油墨；
将聚噻吩和多壁碳纳米管(CNTs)用水和乙醇混合溶液分散后，经1000r/min转速搅拌15min搅拌后得到粘度为45mPa·s左右，可用于微电子打印的聚噻吩/CNTs导电电极油墨；
电致变色油墨配方：纳米三氧化钼(MoO3)12％，聚噻吩8％，余量为水和乙醇混合溶液，油墨总重量计为100％。
导电电极油墨配方：聚噻吩6％，CNTs 14％，余量为水和乙醇混合溶液，油墨总重量计为100％。
(2)图案化电致变色层和导电电极层
采用步骤(1)制得的油墨，在绘图软件辅助下设计和绘制校徽对称器件图案，并通过调节系统设置参数(针头孔径250μm、高度100μm、速度1.5mm/s、气压250kPa和打印1次)，在PET膜上进行印制，得到聚噻吩/CNTs导电电极层；打印完成后，100℃烘干10min。后采用相同方法，调整到相同位置(气压220kPa，针头位置为200μm)，在上述导电电极层图案上打印MoO3油墨得到电致变色层。最后，100℃烘干10min。
(3)在烘干的MoO3电致变色层图案上进一步印制PVA/H2SO4凝胶电解质(针头孔径300μm、高度300μm、速度2mm/s、气压250kPa)，并将得到的两部分覆盖凝胶电解质的电致变色层组装在一起，即获得平面柔性碳纳米管电容储能电致变色一体化器件。
实施例5
一种平面柔性PEDOT：PSS电容储能电致变色一体化器件的制备方法，该方法具体步骤如下：
(1)电致变色层和导电电极油墨制备
用海藻酸钠在水溶液中分散普鲁士蓝，调节油墨粘度至48mPa·s左右，经800r/min转速搅拌15min得到分散稳定性良好的用于微电子打印的普鲁士蓝电致变色油墨；
将聚苯胺和3，4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)用水混合溶液分散后，经800r/min转速搅拌15min搅拌后得到粘度为52mPa·s左右，可用于微电子打印的聚苯胺/PEDOT：PSS导电电极油墨；
电致变色油墨配方：普鲁士蓝14％，海藻酸钠6％，余量为去离子水，油墨总重量计为100％。
导电电极油墨配方：聚苯胺8％，PEDOT：PSS 12％，余量为去离子水，油墨总重量计为100％。
(2)图案化电致变色层和导电电极层
采用步骤(1)制得的油墨，在绘图软件辅助下设计和绘制校徽对称器件图案，并通过调节系统设置参数(针头孔径250μm、高度150μm、速度3mm/s、气压200kPa和打印1次)，在自制PDMS膜上进行印制，得到聚苯胺/PEDOT：PSS导电电极层；打印完成后，80℃烘干10min。后采用相同方法，调整到相同位置(气压220kPa，针头位置为250μm)，在上述导电电极层图案上打印普鲁士蓝油墨得到电致变色层。最后，80℃烘干10min。
(3)在烘干的普鲁士蓝电致变色层图案上进一步印制LiClO4/PMMA/PC电解质(针头孔径300μm、高度350μm、速度2mm/s、气压300kPa)，并将得到的两部分覆盖凝胶电解质的电致变色层组装在一起，即获得平面柔性PEDOT：PSS电容储能电致变色一体化器件。
试验结果分析
图1是实施例1所得的平面柔性锌离子电容储能电致变色一体化器件不同电流密度下的恒电流充放电(GCD)曲线，可以看出采用锌作为电容储能材料，其不仅具有较快的充放电速度，可满足电致变色器件快速响应的需求，而且具有良好的赝电容特性，说明其为典型的平面柔性锌离子电容储能电致变色一体化器件。
图2是实施例2所得的平面柔性石墨烯电容储能电致变色一体化器件不同扫描速率系的电流电压(CV)曲线，在5-100mVs-1不同扫描速率下的CV曲线均表现出类矩形形状，说明石墨烯电极显著的双电层电容特性，且随着扫描速率增加，类矩形形状面积增大，突出器件较好的面积电容，也侧面体现出电致变色性能在不同电流电压下的性能保持良好。
图3是实施例2所得的平面柔性石墨烯电容储能电致变色一体化器件的电化学阻抗谱图(EIS)，EIS曲线高频区域显示器件较小的交流串联电阻(＜500Ω，z轴截距)和电荷转移电阻(不完全半圆直径)，说明其优异的离子扩散动力学；低频尾部斜率说明器件整体导电性较好，证实制备墨水的导电性优良。此性能利于提高电致变色的着色时间和褪色时间，利于提升储能变色一体化器件整体性能。
图4是实施例3所得的实施例3平面柔性Mxene电容储能电致变色一体化器件在25-125μAcm-2不同电流密度下的恒电流充放电(GCD)曲线，证实了器件快速的响应特性和相对较好的倍率特性。其类三角形形状说明了Mxene赝电容材料优异的电化学储能和电子电导性，也证实了器件优异的储能变色性能。
图5是实施例4所得的平面柔性碳纳米管电容储能电致变色一体化器件5-100mVs-1不同扫描速率下的电流电压(CV)曲线，和石墨烯类似，碳纳米管作为一个双电层电容材料，碳纳米管电容储能电致变色表现出类矩形形状，具有较好的面积电容。
图6是实施例5所得的平面柔性PEDOT:PSS电容储能电致变色一体化器件的电化学阻抗谱图(EIS)，证实采用PEDOT:PSS材料制备墨水的导电性优异，且PEDOT:PSS材料在电致变色过程中表现出优异的氧化还原特性，变色响应速度快，非常适合电容储能电致变色一体化器件的制备。
采用此微电子打印技术制备平面柔性储能电致变色一体化器件方法简单，不仅可规模化生产，而且制备方法灵活，也可满足小批量、多品种平面柔性储能电致变色一体化器件的制备。制备的平面柔性储能变色一体化器件电化学性能、机械柔性和光学性能均比较优异。与当前单个微型超级电容器和电致变色器件相比，具有相对更好的性能，且满足当前柔性电子领域一体化器件需求，将推动柔性电子器件的发展。本发明通过微电子打印技术的应用、高性能墨水的制备、柔性基材、电致变色及导电电极材料的筛选等实现了平面化柔性电容储能电致变色一体化器件机械柔性、光学性能和电化学性能的全方位提升，对柔性、可穿戴电子设备的扩展性发展和能耗的智能管理具有重要意义。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本发明所提供的平面柔性储能变色一体化器件及其制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
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