导电电极材料及其制备方法和导电电极与流程

1.本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种导电电极及其制备方法和导电电极。


背景技术：

2.透明导电电极材料是电子器件重要的组成部分。应用在柔性电子器件的透明导电电极材料包括石墨烯、碳纳米管、3，4
‑
乙烯二氧噻吩聚合物、金属网格和银纳米线等。银纳米线因具有良好的机械性能和透光性能，且导电性能相比于石墨烯、碳纳米管和氧化铟锡等较好，因此，目前，透明导电电极材料通常采用银纳米线，但，目前的银纳米线的制备工艺复杂，且银纳米线极其容易被氧化，氧化后的银纳米线的导电性、透过率、耐湿热性能以及机械性能会下降，进而影响电子器件的性能。


技术实现要素：

3.本申请实施例提供一种导电电极材料及其制备方法和导电电极，以提高导电电极的性能。
4.本申请实施例提供一种导电电极材料，所述导电电极材料包括外层和内层，所述外层包覆所述内层，所述外层为石墨烯，所述内层为银纳米线。
5.可选的，在本申请的一些实施例中，所述银纳米线的长度为5纳米
‑
30纳米。
6.可选的，在本申请的一些实施例中，所述石墨烯选自氧化石墨烯和还原氧化石墨烯。
7.相应的，本申请实施例还提供一种导电电极材料的制备方法，包括：
8.提供石墨烯和银纳米线；以及
9.将所述石墨烯和所述银纳米线进行反应形成导电电极材料，所述导电电极材料包括外层和内层，所述外层包覆所述内层，所述外层为石墨烯，所述内层为银纳米线。
10.可选的，在本申请的一些实施例中，在将所述石墨烯和所述银纳米线进行反应形成导电电极材料的步骤中，包括：
11.所述石墨烯为氧化石墨烯，将所述氧化石墨烯处理形成氧化石墨烯分散液；
12.将所述氧化石墨烯分散液和所述银纳米线在催化剂下进行反应，所述氧化石墨烯分散液在所述催化剂下形成还原氧化石墨烯分散液，形成所述还原氧化石墨烯分散液包覆所述银纳米线的导电电极材料；
13.所述催化剂包括对4
‑
硝基苯酚、二氧化硫脲、碳酰肼碱液和柠檬酸钠中的一种或几种组合。
14.可选的，在本申请的一些实施例中，在将所述石墨烯和所述银纳米线进行反应形成导电电极材料的步骤中，包括：
15.所述石墨烯为氧化石墨烯，将所述氧化石墨烯分散于第一分散剂中形成氧化石墨烯分散液，所述第一分散剂包括乙二醇、丙三醇和异丙醇中的一种或几种组合；
16.将所述银纳米线分散于第二分散剂中形成银纳米线分散液，所述第二分散剂包括
甲苯、苯胺、乙苯、均三甲苯、苯甲醛、二苯醚、二甲苯、二乙苯、氯代苯中的一种或几种的组合；
17.将所述氧化石墨烯分散液与所述银纳米线分散液进行反应形成第一中间产品；
18.对所述第一中间产品进行离心分离处理形成导电电极材料。
19.可选的，在本申请的一些实施例中，所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.5克每升
‑
5克每升，所述银纳米线分散液的浓度为0.2克每升
‑
20克每升。
20.可选的，在本申请的一些实施例中，在将所述石墨烯和所述银纳米线进行反应形成导电电极材料中，所述石墨烯的质量比和所述银纳米线的质量比的对应关系为1
‑
5：80
‑
150。
21.可选的，在本申请的一些实施例中，在将所述石墨烯和所述银纳米线进行反应形成导电电极材料的步骤中，包括：
22.所述石墨烯为氧化石墨烯，将所述氧化石墨烯和所述银纳米线进行反应形成第二中间产品；
23.对所述第二中间产品进行热处理，所述氧化石墨烯经热处理形成还原氧化石墨烯，形成所述还原氧化石墨烯包覆所述银纳米线的导电电极材料。
24.可选的，在本申请的一些实施例中，所述热处理的温度为300摄氏度
‑
800摄氏度。
25.相应的，本申请实施例还提供一种导电电极，所述导电电极包括如上所述的导电电极材料。
26.本申请实施例公开了一种导电电极材料及其制备方法和导电电极，所述导电电极材料包括外层和内层，所述外层包覆所述内层，所述外层为石墨烯，所述内层为银纳米线。在本申请中，导电电极材料通过石墨烯包覆银纳米线形成，提高了导电电极的导电性以及透光率。
附图说明
27.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本申请实施例所提供的导电电极材料的扫描电镜图。
29.图2为本申请实施例所提供的导电电极材料的制备方法的示意图。
30.图3为本申请实施例所提供的导电电极的制备方法的示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方
向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。在本申请中，使用的“反应”一词既可以为物理反应，也可以为化学反应。
32.本申请实施例提供一种导电电极材料及其制备方法和导电电极。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
33.请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的导电电极材料的扫描电镜图。本申请提供一种导电电极材料。导电电极材料包括外层和内层，外层包覆内层，外层为石墨烯，内层为银纳米线。
34.在一实施例中，银纳米线的长度为5纳米
‑
30纳米。具体地，银纳米线的长度可以为8纳米、10纳米、15纳米、20纳米、27纳米或29纳米等。
35.在一实施例中，石墨烯选自氧化石墨烯和还原氧化石墨烯。氧化石墨烯是指具有氧化性的石墨烯。还原氧化石墨烯是指具有氧化性的石墨烯被还原形成具有还原性的石墨烯。
36.在本申请中，导电电极材料采用氧化石墨烯或还原氧化石墨烯包覆银纳米线形成，使得银纳米线不易被氧化，提高导电电极的抗氧化性能和导电性能。
37.请参阅图2，图2为本申请实施例所提供的导电电极材料的制备方法的示意图。本申请还提供一种导电电极材料的制备方法。导电电极材料的制备方法的制备方法包括：
38.提供石墨烯和银纳米线；以及
39.将石墨烯和银纳米线进行反应形成导电电极材料，导电电极材料包括外层和内层，外层包覆内层，外层为石墨烯，内层为银纳米线。
40.在一种实施方式中，在将石墨烯和银纳米线进行反应形成导电电极材料的步骤中，包括：
41.石墨烯为氧化石墨烯，将氧化石墨烯处理形成氧化石墨烯分散液。
42.然后，将氧化石墨烯分散液和银纳米线在催化剂下进行反应，氧化石墨烯分散液在催化剂下形成还原氧化石墨烯分散液，形成还原氧化石墨烯分散液包覆银纳米线的导电电极材料。
43.催化剂包括对4
‑
硝基苯酚、二氧化硫脲、碳酰肼碱液和柠檬酸钠中的一种或几种组合。
44.具体的，石墨烯为氧化石墨烯，将氧化石墨烯分散于乙二醇中形成氧化石墨烯分散液；然后，将氧化石墨烯分散液和银纳米线在对4
‑
硝基苯酚下进行反应，因氧化石墨烯具有氧化性，氧化石墨烯分散液在对4
‑
硝基苯酚转变成4
‑
铵基苯酚下被还原，形成还原氧化石墨烯分散液；然后，形成还原氧化石墨烯包覆银纳米线的导电电极材料。
45.在一实施例中，石墨烯为氧化石墨烯，将氧化石墨烯分散于丙三醇中形成氧化石墨烯分散液；然后，将氧化石墨烯分散液和银纳米线在二氧化硫脲下进行反应，因氧化石墨烯具有氧化性，氧化石墨烯分散液在二氧化硫脲下被还原，形成还原氧化石墨烯分散液；然后，形成还原氧化石墨烯包覆银纳米线的导电电极材料。
46.在一实施例中，石墨烯为氧化石墨烯，将氧化石墨烯分散于乙醇中形成氧化石墨烯分散液；然后，将氧化石墨烯分散液和银纳米线在柠檬酸钠下进行反应，因氧化石墨烯具有氧化性，氧化石墨烯分散液在柠檬酸钠下被还原，形成还原氧化石墨烯分散液；然后，形成还原氧化石墨烯包覆银纳米线的导电电极材料。
47.在本申请中，利用氧化还原法将具有还原性的银纳米线以及具有氧化性的氧化石墨烯形成还原氧化石墨烯包覆银纳米线的导电电极材料，使得在银纳米线的表面形成一层致密的还原氧化石墨烯层，还原氧化石墨烯层的致密度高达90％
‑
99％，进而使得银纳米线具有良好的稳定性，提高银纳米线的抗氧化性能，进而提高导电电极的导电性、透光率、耐湿热性能以及机械性能。
48.在一种实施方式中，在将石墨烯和银纳米线进行反应形成导电电极材料的步骤中，包括：
49.石墨烯为氧化石墨烯，将氧化石墨烯分散于第一分散剂中形成氧化石墨烯分散液。
50.然后，将银纳米线分散于第二分散剂中形成银纳米线分散液。
51.然后，将氧化石墨烯分散液与银纳米线分散液进行反应形成第一中间产品。
52.然后，对第一中间产品进行离心分离处理形成导电电极材料，第二分散剂包括甲苯、苯胺、乙苯、均三甲苯、苯甲醛、二苯醚、二甲苯、二乙苯、氯代苯中的一种或几种的组合。
53.在一种实施方式中，氧化石墨烯分散液的浓度为0.5克每升
‑
5克每升，银纳米线分散液的浓度为0.2克每升
‑
20克每升。
54.具体的，石墨烯为氧化石墨烯，将氧化石墨烯分散于乙二醇中形成浓度为0.5克每升
‑
5克每升的氧化石墨烯分散液，在本实施例中，氧化石墨烯分散液的浓度为1克每升；然后，将银纳米线分散于甲苯中形成浓度为0.2克每升
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20克每升的银纳米线分散液，在本实施例中，银纳米线分散液的浓度为6克每升；然后，将氧化石墨烯分散液与银纳米线分散液反应2小时形成第一中间产品；然后，对第一中间产品进行离心分离处理形成导电电极材料。
55.在一实施例中，在对第一中间产品进行离心分离处理后，还包括：
56.向第一中间产品加入甲醇搅拌形成导电电极材料。进一步提高银纳米线的稳定性，进而提高银纳米线的抗氧化性能，进而提高导电电极的导电性、透光率、耐湿热性能以及机械性能。
57.在一实施例中，石墨烯为氧化石墨烯，将氧化石墨烯分散于异丙醇中形成浓度为3.5克每升的氧化石墨烯分散液；然后，将银纳米线分散于二甲苯中形成浓度为10.2克每升的银纳米线分散液；然后，将氧化石墨烯分散液与银纳米线分散液反应3小时形成第一中间产品；然后，对第一中间产品进行离心分离处理形成导电电极材料。
58.在一实施例中，在对第一中间产品进行离心分离处理后，还包括：
59.向第一中间产品加入异丙醇搅拌形成导电电极材料。进一步提高银纳米线的稳定性，进而提高银纳米线的抗氧化性能，进而提高导电电极的导电性、透光率、耐湿热性能以及机械性能。
60.在一实施例中，石墨烯为氧化石墨烯，将氧化石墨烯分散于丙三醇中形成浓度为4克每升的氧化石墨烯分散液；然后，将银纳米线分散于苯甲醛中形成浓度为18克每升的银纳米线分散液；然后，将氧化石墨烯分散液与银纳米线分散液反应3.5小时形成第一中间产品；然后，对第一中间产品进行离心分离处理形成导电电极材料。
61.在一实施例中，在对第一中间产品进行离心分离处理后，还包括：
62.向第一中间产品加入乙醇搅拌形成导电电极材料。进一步提高银纳米线的稳定
性，进而提高银纳米线的抗氧化性能，进而提高导电电极的导电性、透光率、耐湿热性能以及机械性能。
63.在本申请中，利用溶液搅拌法将银纳米线以及氧化石墨烯进行反应形成氧化石墨烯包覆银纳米线的导电电极材料，使得在银纳米线的表面形成一层致密的氧化石墨烯层，致密度高达90％
‑
99％，使得银纳米线具有良好的稳定性，提高银纳米线的抗氧化性能，进而提高导电电极的导电性、透光率、耐湿热性能以及机械性能。
64.在一种实施方式中，在将石墨烯和银纳米线进行反应形成导电电极材料中，石墨烯和银纳米线的质量比为1
‑
5：80
‑
150。
65.在一种实施方式中，在将石墨烯和银纳米线进行反应形成导电电极材料的步骤中，包括：
66.石墨烯为氧化石墨烯，将氧化石墨烯和银纳米线进行反应形成第二中间产品。
67.然后，对第二中间产品进行热处理，氧化石墨烯经热处理形成还原氧化石墨烯，形成还原氧化石墨烯包覆银纳米线的导电电极材料。
68.在一种实施方式中，热处理的温度为300摄氏度
‑
800摄氏度。
69.具体地，称取一定质量的银纳米线粉末，加入氧化石墨烯粉末，控制氧化石墨烯与银纳米线的质量比为1
‑
5：80
‑
150，在本实施例中，氧化石墨烯与银纳米线质量比为2：100；然后，研磨充分混合后形成第二中间产品；在氩气氛围下，对第二中间产品进行热处理，使得氧化石墨烯发生还原反应，生成的还原氧化石墨烯附着在银纳米线的表面，形成预制产品，热处理的温度为300摄氏度
‑
800摄氏度，热处理的时间为1小时
‑
24小时，在本实施例中，热处理的温度为350摄氏度，热处理的时间为15小时。
70.然后，对预制产品进行离心清洗，离心清洗后，进行冷冻干燥获得高纯度粉末，冷冻干燥时间为12小时
‑
64小时，冷冻干燥温度为零下10摄氏度
‑
零下25摄氏度，在本实施例中，冷冻干燥时间为18小时，冷冻干燥温度为零下20摄氏度；然后，加入丙三醇，并同时加入适量添加剂琥珀酸搅拌分散后得到稳定的还原氧化石墨烯包覆银纳米线溶液，即，得到导电电极材料。
71.在一实施例中，添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮、琥珀酸、柠檬酸、甲醇、乙醇、异丙醇和去离子水中的一种或几种组合。
72.在一实施例中，称取一定质量的银纳米线粉末，加入氧化石墨烯粉末，控制氧化石墨烯与银纳米线质量比为4：90；然后，研磨充分混合后形成第二中间产品；在氦气氛围下，对第二中间产品进行热处理使得氧化石墨烯发生还原反应，生成的还原氧化石墨烯附着在银纳米线的表面，形成预制产品，热处理的温度为460摄氏度，热处理的时间为20小时。
73.然后，对预制产品进行离心清洗，离心清洗后，进行冷冻干燥获得高纯度粉末，冷冻干燥时间为30小时，冷冻干燥温度为零下15摄氏度；然后加入乙二醇，并同时加入适量添加剂聚乙烯吡咯烷酮搅拌分散后得到稳定的还原氧化石墨烯包覆银纳米线溶液，即，得到导电电极材料。
74.在一实施例中，称取一定质量的银纳米线粉末，加入氧化石墨烯粉末，控制氧化石墨烯与银纳米线质量比为1.5：140；然后，研磨充分混合后形成第二中间产品；在氩气氛围下，对第二中间产品进行热处理使得氧化石墨烯发生还原反应，生成的还原氧化石墨烯附着在银纳米线的表面，形成预制产品，热处理的温度为730摄氏度，热处理的时间为23小时。
75.然后，对预制产品进行离心清洗，离心清洗后，进行冷冻干燥获得高纯度粉末，冷冻干燥时间为62小时，冷冻干燥温度为零下24摄氏度；然后加入丙三醇，并同时加入适量添加剂去离子水搅拌分散后得到稳定的还原氧化石墨烯包覆银纳米线溶液，即，得到导电电极材料。
76.在本申请中，采用热还原法使得还原氧化石墨烯在银纳米线的表面形成致密的还原氧化石墨烯层，其致密度高达90％
‑
99％，使得银纳米线具有良好的稳定性，提高银纳米线的抗氧化性能，进而提高导电电极的导电性、透光率、耐湿热性能以及机械性能。
77.本申请提供一种导电电极材料的制备方法，通过采用本申请的导电电极的制备方法，操作简单，且形成的导电电极材料具有良好的抗氧化性能，氧化石墨烯或还原氧化石墨烯在银纳米线的在银纳米线上的致密度高达90％
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99％，使得银纳米线具有良好的稳定性，提高银纳米线的抗氧化性能，进而提高导电电极的导电性、透光率、耐湿热性能以及机械性能。
78.本申请还提供一种导电电极，所述导电电极10包括导电电极材料，导电电极材料为本申请上述的导电电极材料。
79.请参阅图3，图3为本申请实施例所提供的导电电极的制备方法的示意图。将上述制备好的导电电极材料溶液通过旋涂仪进行旋涂，将旋涂速度为400转每分钟至2500转每分钟，第一旋涂时间为2秒
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10秒，第二旋涂时间为2秒
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10秒，具体的，旋涂速度可以为500转每分钟、800转每分钟、1200转每分钟、1900转每分钟、2300转每分钟或2400转每分钟等；将导电电极材料溶液旋涂在衬底层20上得到预制膜；然后，在40摄氏度
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120摄氏度的条件下，对预制膜进行预烘烤以及后烘烤固化，即可得到具有导电电极10的柔性透明基板30，具体地，烘烤温度可以为50摄氏度、86摄氏度、100摄氏度和110摄氏度等。
80.本申请实施例公开了一种导电电极材料及其制备方法和导电电极，导电电极材料包括外层和内层，外层包覆内层，外层为石墨烯，内层为银纳米线。在本申请中，导电电极材料通过氧化石墨烯或还原氧化石墨烯包覆银纳米线形成，提高了导电电极的导电性、透光率、耐湿热性能以及机械性能。
81.以上对本申请实施例所提供的一种导电电极材料及其制备方法和导电电极进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。