提示商品過期的智能標簽的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電學領域在商品上的應用，具體的涉及一種提示商品過期的智能標簽。
【背景技術】
[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，標注在限時使用的產(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)量符合有關標準或明示擔保的質(zhì)量條件負責，銷售者可以放心銷售這些產(chǎn)品，消費者可以安全使用。但是目前，很多商品包裝上的保質(zhì)期和生產(chǎn)日期的標識并不夠醒目，需要認真辨認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，簡單的一個過期日期往往并不能夠反應產(chǎn)品的真實保存狀況。
[0003]為了解決以上問題，比如北京大學某課題組曾開發(fā)了隨時間變色的金-銀核-殼結構納米棒凝膠體系(ACS Nano，7，4561-4568,2013),溫度較低時，變色較慢，正好對應了細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。且變色時間受化學體系限制，較難實現(xiàn)大時間跨度的顏色指示。通常的化學反應導致的顏色變化是隨時間的漸變。而比較理想的過期提示標簽需要在過期的時間點出現(xiàn)明顯的顏色突變，以明確地提示消費者商品是否過期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術問題是:提供一種準確、及時且自動提示商品過期的智能標簽。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[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簽，該智能標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;薄膜電池正極和負極之間產(chǎn)生放電，從而使正極和負極之間的電壓降低，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)的時間被設置為等于商品保質(zhì)期時間。
[0008]在商品出廠時，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驗發(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)定放電的時間，該時間對應為商品的保存期限，這樣當?shù)竭_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，當電池內(nèi)儲存的電量耗盡時即不能穩(wěn)定放電時，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現(xiàn)顏色的轉(zhuǎn)變，較之于現(xiàn)有的化學方法更加準確、穩(wěn)定，而且結構簡單，無需對商品包裝進行改進，易于實現(xiàn)。
[0009]優(yōu)選的，所述薄膜電池的正極容量與負極容量被設置為不相等，容量較小的電極的活性材料具有比另外一個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、負兩極的容量設置為不相等，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，電壓在較長時間內(nèi)保持穩(wěn)定，而在容量較小的電極容量耗盡時，電壓突然下降，導致電致變色薄膜的顏色突然變化，反應迅速、及時。
[0010]優(yōu)選的，所述電致變色薄膜下方覆蓋有提示過期的標識符，所述標識符的顏色與第一顏色相同，且具有第一顏色的標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極之間產(chǎn)生放電，從而降低所述薄膜電池正極和負極之間的電壓，薄膜電池正極和負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，從而導致電致變色薄膜顏色改變所歷經(jīng)的時間隨著溫度的降低而延長，將該延長的時間設置為等于保質(zhì)期因溫度降低而延長的時間。
[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)造性試驗發(fā)現(xiàn)，當電致變色薄膜的厚度大于Imm時，會影響電致變色薄膜的變色反應，導致延遲變色，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]采用上述技術方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果:
[0019]1、在商品出廠時，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間設置成與商品保質(zhì)期相同，當電池內(nèi)儲存的電量耗盡時，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現(xiàn)顏色的轉(zhuǎn)變，較之于現(xiàn)有的化學方法更加準確、穩(wěn)定，而且結構簡單，無需對商品包裝進行改進，易于實現(xiàn)。
[0020]2、電池的正、負兩極的容量不相等，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，電壓在較長時間內(nèi)保持穩(wěn)定，而在容量較小的電極容量耗盡時，電壓突然下降，導致電致變色薄膜的顏色突然變化，反應迅速、及時。
[0021 ] 3、電致變色薄膜的漏電流隨溫度降低而減小，導致薄膜電池的放電速率隨溫度降低而減慢，進而延長穩(wěn)定放電時間，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)定的化學特性。
[0024]6、采用二氧化錳為電池正極活性材料，鋅為負極活性材料，電解質(zhì)為氯化銨水溶液，電壓輸出穩(wěn)定，造價較低。
[0025]7、電致變色薄膜可以串聯(lián)有一個電阻來降低自身的分壓，增加安全性。也可以并聯(lián)有一個電阻來加快放電速率，并且可以根據(jù)實際需要調(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)明實施例提示商品過期的智能標簽的結構示意圖；
【具體實施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0030]實施例一
[0031]如圖1所示的一種提示商品過期的智能標簽，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和負極12及正、負極之間的電解質(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。本實施例中，電池的正極11與工作電極21相連接，負極12與對電極23相連接，當然連接方式不唯一，也可以將負極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的電量耗盡時間設置成與商品保質(zhì)期相同，當薄膜電池I內(nèi)儲存的電量耗盡時，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)造性實驗發(fā)現(xiàn)，薄膜電池I的電量衰減是因為電致變色薄膜2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)定放電的時間，該時間對應為商品的保存期限。
[0033]而且發(fā)明人通過大量試驗還發(fā)現(xiàn)電致變色薄膜2的漏電流隨溫度降低而減小，導致薄膜電池I的放電速率隨溫度降低而減慢，進而延長穩(wěn)定放電時間，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。當然穩(wěn)定放電的延長/縮短時間可以通過試驗來作到與保質(zhì)期的延長/縮短時間相同。采用薄膜電池I和電致變色薄膜2較之于現(xiàn)有的化學方法更加準確、穩(wěn)定，而且結構簡單，無需對商品包裝進行改進，易于實現(xiàn)。
[0034]作為本實施例的進一步優(yōu)選實施方式，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