提示商品過期的智能標(biāo)簽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域在商品上的應(yīng)用，具體的涉及一種提示商品過期的智能標(biāo)簽。
【背景技術(shù)】
[0002]產(chǎn)品的保質(zhì)期是指產(chǎn)品的最佳使用期。產(chǎn)品的保質(zhì)期由生產(chǎn)者提供，標(biāo)注在限時(shí)使用的產(chǎn)品上。在保質(zhì)期內(nèi)，產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)對該產(chǎn)品質(zhì)量符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或明示擔(dān)保的質(zhì)量條件負(fù)責(zé)，銷售者可以放心銷售這些產(chǎn)品，消費(fèi)者可以安全使用。但是目前，很多商品包裝上的保質(zhì)期和生產(chǎn)日期的標(biāo)識并不夠醒目，需要認(rèn)真辨認(rèn)日期才可以判斷是否過期。而且，對于大多數(shù)商品，其保質(zhì)期限與保存溫度有關(guān)，簡單的一個(gè)過期日期往往并不能夠反應(yīng)產(chǎn)品的真實(shí)保存狀況。
[0003]為了解決以上問題，比如北京大學(xué)某課題組曾開發(fā)了隨時(shí)間變色的金-銀核-殼結(jié)構(gòu)納米棒凝膠體系(ACS Nano，7，4561-4568,2013),溫度較低時(shí)，變色較慢，正好對應(yīng)了細(xì)菌在不同溫度下的繁殖速度，所以可以用于跟蹤牛奶等食物的保存狀況。但這種凝膠體系制備之后就會開始變色，比較難以保存，需要在生產(chǎn)線現(xiàn)場制作。且變色時(shí)間受化學(xué)體系限制，較難實(shí)現(xiàn)大時(shí)間跨度的顏色指示。通常的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的顏色變化是隨時(shí)間的漸變。而比較理想的過期提示標(biāo)簽需要在過期的時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)明顯的顏色突變，以明確地提示消費(fèi)者商品是否過期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是:提供一種準(zhǔn)確、及時(shí)且自動提示商品過期的智能標(biāo)簽。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種電致變色薄膜，所述電致變色薄膜包括工作電極、對電極和電解質(zhì)層。
[0007]—種提示商品過期的智能標(biāo)簽，該智能標(biāo)簽包括薄膜電池和上述的電致變色薄膜;所述薄膜電池包括正極、負(fù)極和電解質(zhì)層;所述薄膜電池的正極與所述電致變色薄膜的工作電極/對電極相連接，所述薄膜電池的負(fù)極與所述電致變色薄膜的對電極/工作電極相連接;薄膜電池正極和負(fù)極之間產(chǎn)生放電，從而使正極和負(fù)極之間的電壓降低，直到電致變色薄膜的顏色由第一顏色變?yōu)榈诙伾?，上述第一顏色區(qū)別于第二顏色;薄膜電池電壓降低至電致變色薄膜顏色改變所歷經(jīng)的時(shí)間被設(shè)置為等于商品保質(zhì)期時(shí)間。
[0008]在商品出廠時(shí)，將電池和電致變色薄膜依次貼在商品上，并使電池和電致變色薄膜的電極相連。申請人在產(chǎn)品制作過程中通過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連接電池的電致變色薄膜是會產(chǎn)生漏電流的，而電致變色薄膜的漏電流與電致變色薄膜的面積成正比，因此考慮到電致變色薄膜的漏電流與電致變色薄膜的面積成正比，可以通過調(diào)節(jié)電池的容量與電致變色薄膜的相對面積大小來調(diào)節(jié)電池穩(wěn)定放電的時(shí)間，該時(shí)間對應(yīng)為商品的保存期限，這樣當(dāng)?shù)竭_(dá)保質(zhì)期后，恰好電池也不能夠穩(wěn)定的放電。在電池的電壓作用下，電致變色薄膜處于高電壓狀態(tài)的顏色，當(dāng)電池內(nèi)儲存的電量耗盡時(shí)即不能穩(wěn)定放電時(shí)，電壓發(fā)生變化，電致變色薄膜變?yōu)榈碗妷籂顟B(tài)顏色，這種顏色的轉(zhuǎn)變可以體現(xiàn)出商品是否超過保存期限，而采用電致變色薄膜實(shí)現(xiàn)顏色的轉(zhuǎn)變，較之于現(xiàn)有的化學(xué)方法更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定，而且結(jié)構(gòu)簡單，無需對商品包裝進(jìn)行改進(jìn)，易于實(shí)現(xiàn)。
[0009]優(yōu)選的，所述薄膜電池的正極容量與負(fù)極容量被設(shè)置為不相等，容量較小的電極的活性材料具有比另外一個(gè)電極的活性材料更平穩(wěn)的放電電位。特別重要的是，如果電池兩端電壓發(fā)生緩慢改變，則顏色改變也會比較緩慢，這往往使用戶不能快速的得到食品是否到達(dá)保質(zhì)期的信息，從而使用戶誤食過期食品。因此，本發(fā)明創(chuàng)造性的將薄膜電池的正、負(fù)兩極的容量設(shè)置為不相等，容量較小的電極具有穩(wěn)定的放電平臺電位，薄膜電池在放電開始后，電壓在較長時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，而在容量較小的電極容量耗盡時(shí)，電壓突然下降，導(dǎo)致電致變色薄膜的顏色突然變化，反應(yīng)迅速、及時(shí)。
[0010]優(yōu)選的，所述電致變色薄膜下方覆蓋有提示過期的標(biāo)識符，所述標(biāo)識符的顏色與第一顏色相同，且具有第一顏色的標(biāo)識符能夠透過第二顏色顯示出來。高電壓下看不到提示過期的標(biāo)識符，直到保持期限到期，電池電量耗盡，顯示出提示過期的標(biāo)識符。更加醒目的提醒人們產(chǎn)品已經(jīng)過期。
[0011]優(yōu)選的，通過電致變色薄膜自身產(chǎn)生的漏電流而使薄膜電池正極和負(fù)極之間產(chǎn)生放電，從而降低所述薄膜電池正極和負(fù)極之間的電壓，薄膜電池正極和負(fù)極之間的電壓降低至電致變色薄膜顏色改變所歷經(jīng)的時(shí)間與薄膜電池的容量成正比，與電致變色薄膜的漏電流成反比。
[0012]優(yōu)選的，電致變色薄膜漏電流的大小隨著溫度的降低而減小，從而導(dǎo)致電致變色薄膜顏色改變所歷經(jīng)的時(shí)間隨著溫度的降低而延長，將該延長的時(shí)間設(shè)置為等于保質(zhì)期因溫度降低而延長的時(shí)間。
[0013]優(yōu)選的，所述電致變色薄膜與所述薄膜電池形成的回路上串聯(lián)或并聯(lián)有電阻，通過該電阻來調(diào)節(jié)薄膜電池正極和負(fù)極之間的放電速度。
[0014]優(yōu)選的，所述工作電極的材料為三氧化鎢。三氧化鎢變色響應(yīng)快速，顏色變化高度靈敏、有較高的循環(huán)壽命和穩(wěn)定的化學(xué)特性。
[0015]優(yōu)選的，所述薄膜電池的正極的材料為二氧化錳，所述薄膜電池的負(fù)極材料為鋅，薄膜電池的電解質(zhì)為氯化銨水溶液。采用二氧化錳為電池正極活性材料，鋅為負(fù)極活性材料，電解質(zhì)為氯化銨水溶液，電壓輸出穩(wěn)定，造價(jià)較低。
[0016]優(yōu)選的，所述薄膜電池為磷酸鐵鋰-鈦酸鋰鋰離子電池。鈦酸鋰鋰離子具有較高的安全性、穩(wěn)定性，使用壽命較長，而且綠色環(huán)保。
[0017]優(yōu)選的，所述薄膜電池和所述電致變色薄膜的厚度均不大于1_。申請人通過大量的創(chuàng)造性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電致變色薄膜的厚度大于Imm時(shí)，會影響電致變色薄膜的變色反應(yīng)，導(dǎo)致延遲變色，而且電池和電致變色薄膜厚度較小，占用空間小，安裝簡便，不影響商品的攜帶和商品包裝的美觀。
[0018]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0019]1、在商品出廠時(shí)，將電池和電致變色薄膜依次貼在商品上，并使電池和電致變色薄膜的電極相連。在電池的電壓作用下，電致變色薄膜處于高電壓狀態(tài)的顏色，將電池的電量耗盡時(shí)間設(shè)置成與商品保質(zhì)期相同，當(dāng)電池內(nèi)儲存的電量耗盡時(shí)，電壓發(fā)生變化，電致變色薄膜變?yōu)榈碗妷籂顟B(tài)顏色，這種顏色的轉(zhuǎn)變可以體現(xiàn)出商品是否超過保存期限，而采用電致變色薄膜實(shí)現(xiàn)顏色的轉(zhuǎn)變，較之于現(xiàn)有的化學(xué)方法更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定，而且結(jié)構(gòu)簡單，無需對商品包裝進(jìn)行改進(jìn)，易于實(shí)現(xiàn)。
[0020]2、電池的正、負(fù)兩極的容量不相等，容量較小的電極具有穩(wěn)定的放電平臺電位，電池在放電開始后，電壓在較長時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，而在容量較小的電極容量耗盡時(shí)，電壓突然下降，導(dǎo)致電致變色薄膜的顏色突然變化，反應(yīng)迅速、及時(shí)。
[0021 ] 3、電致變色薄膜的漏電流隨溫度降低而減小，導(dǎo)致薄膜電池的放電速率隨溫度降低而減慢，進(jìn)而延長穩(wěn)定放電時(shí)間，使得顯示的保存期限可以自動隨保存溫度降低而延長。
[0022]4、高電壓下看不到提示過期的文字，直到保持期限到期，電池電量耗盡，顯示出提示過期的文字。更加醒目的提醒人們產(chǎn)品已經(jīng)過期。
[0023]5、電致變色薄膜的工作電極層的活性材料選用三氧化鎢，變色響應(yīng)快速，顏色變化高度靈敏、有較高的循環(huán)壽命和穩(wěn)定的化學(xué)特性。
[0024]6、采用二氧化錳為電池正極活性材料，鋅為負(fù)極活性材料，電解質(zhì)為氯化銨水溶液，電壓輸出穩(wěn)定，造價(jià)較低。
[0025]7、電致變色薄膜可以串聯(lián)有一個(gè)電阻來降低自身的分壓，增加安全性。也可以并聯(lián)有一個(gè)電阻來加快放電速率，并且可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)電阻阻值的大小。
[0026]8、電池也可以選用磷酸鐵鋰-鈦酸鋰鋰離子電池，其具有較高的安全性、穩(wěn)定性，使用壽命較長，而且綠色環(huán)保。
[0027]9、電池和電致變色薄膜厚度較小，占用空間小，安裝簡便，不影響商品的攜帶和商品包裝的美觀。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提示商品過期的智能標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0030]實(shí)施例一
[0031]如圖1所示的一種提示商品過期的智能標(biāo)簽，包括薄膜電池I和電致變色薄膜2，薄膜電池I為薄膜狀，薄膜電池I包括正極11和負(fù)極12及正、負(fù)極之間的電解質(zhì)13，電致變色薄膜2包括依次連接的工作電極21、電解質(zhì)層22、對電極23，工作電極21、電解質(zhì)層22、對電極
23依次順序連接。本實(shí)施例中，電池的正極11與工作電極21相連接，負(fù)極12與對電極23相連接，當(dāng)然連接方式不唯一，也可以將負(fù)極12與工作電極21相連接，正極11與對電極23相連接，薄膜電池I維持穩(wěn)定電壓的時(shí)間與商品的保質(zhì)期相同，電池的電壓變化使所述電致變色薄膜的顏色改變。
[0032]在薄膜電池I的電壓作用下，電致變色薄膜2處于正常電壓狀態(tài)的顏色，將薄膜電池I的電量耗盡時(shí)間設(shè)置成與商品保質(zhì)期相同，當(dāng)薄膜電池I內(nèi)儲存的電量耗盡時(shí)，電壓發(fā)生變化，電致變色薄膜2變?yōu)殡妷焊淖兒蟮念伾?，這種顏色的轉(zhuǎn)變可以體現(xiàn)出商品是否超過保存期限。需要說明的是這里所述的正常電壓是指薄膜電池I電壓未發(fā)生改變之前的恒定電壓。申請人通過大量的創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，薄膜電池I的電量衰減是因?yàn)殡娭伦兩∧?的漏電流，而電致變色薄膜2的漏電流恰恰是與電致變色薄膜2的面積成正比，在生產(chǎn)時(shí)通過調(diào)節(jié)薄膜電池I的容量與電致變色薄膜2的相對面積大小來可以來調(diào)節(jié)薄膜電池I穩(wěn)定放電的時(shí)間，該時(shí)間對應(yīng)為商品的保存期限。
[0033]而且發(fā)明人通過大量試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)電致變色薄膜2的漏電流隨溫度降低而減小，導(dǎo)致薄膜電池I的放電速率隨溫度降低而減慢，進(jìn)而延長穩(wěn)定放電時(shí)間，也就使得顯示的保存期限可以自動隨保存溫度降低而延長。當(dāng)然穩(wěn)定放電的延長/縮短時(shí)間可以通過試驗(yàn)來作到與保質(zhì)期的延長/縮短時(shí)間相同。采用薄膜電池I和電致變色薄膜2較之于現(xiàn)有的化學(xué)方法更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定，而且結(jié)構(gòu)簡單，無需對商品包裝進(jìn)行改進(jìn)，易于實(shí)現(xiàn)。
[0034]作為本實(shí)施例的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方式，薄膜電池I的正極11采用涂布在鋁箔上的磷酸鐵鋰電極，磷酸鐵鋰的載量為