CN107252707B - 一种微流控***及其制备工艺 - Google Patents

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    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C3/00—Assembling of devices or systems from individually processed components

Abstract

本发明公开了一种微流控***及其制备工艺，所述微流控***主要由微流控芯片和柔性电池芯片构成，所述柔性电池芯片包括基体和位于基体上的齿形区，在齿形区的表面设置有交叉指型集流体，所述交叉指型集流体的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，所述交叉指型集流体的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线平行，在所述交叉指型集流体的指部上还覆盖有正/负极活性物质。本发明主要将3D打印和微纳米加工技术相结合，快速制作出能量密度高、体积小、集成度高、可反复弯折的三维电池***，所述三维电池***与微流控芯片构成一个整体，可以直接给微流控芯片供电。

Description

一种微流控***及其制备工艺
技术领域
本发明属于微流控技术领域，尤其涉及一种微流控***及其制备工艺。
背景技术
微流控是指在十几微米到几百微米宽的沟道***中对流体或气体进行操控的技术。以微流控技术为核心、通过MEMS技术加工出的应用于生物、化学、生物医学等领域的芯片型微全分析***被称为微流控芯片。微流控芯片技术主要优势有：所需样品体积小、检测效率高、使用成本低且易于和其他技术设备集成，具有良好的兼容性、未来的发展方向是实现便携式检测。
但是对于集成度较高的微型化***，如何找一款能够与其匹配的微型化能源供应装置是目前遇到的问题。虽然市面上已经有了很多关于微型电池、柔性电池的产品，但是他们的制造工艺很多都有待改善，需要更多的创新技术对其进行变革。例如美国的Thinergy公司出品的MEC225型号的微型电池，开放电路为4.1V，平面尺寸为12.7mm×12.7mm，厚度为0.17mm，电池的额定容量0.13mAh。这个产品在微型电池领域已经是最可靠、最具代表性的产品之一。可是其面向的领域更多的是电子产品，如手机、电脑等，其制造工艺多数还采用薄膜锂电池的制造工艺，还不能满足更多产品可定制化的需求。纵观目前市面上的产品，还没有一款既具有一定柔性，而且是高容量的三维微型电池。对于微流控芯片***，其发展方向也在向可穿戴，集成度高，便携等方面进行发展。这种具有可反复弯折，可以批量化生产的微型电池恰好是目前微流控领域所需要的。由于三维电池相对于二维电池具有更高的容量，在性能上也会相对于一般的薄膜电池更具有一定的优势。
发明内容
本发明的主要目的是将3D打印和微纳米加工技术相结合，快速制作出能量密度高、体积小、可反弯折的三维电池***，并将所述三维电池***与微流控芯片构成一个整体，形成微流控***，该微流控***集成度高，不需要外加电路，可反复弯折。
为了达到上述目的，本发明采用了如下制备工艺：
步骤一，将PDMS(聚二甲基硅氧烷)胶倒入模具中制作微流控芯片基体、柔性电池芯片基体以及上盖，使得成型后的柔性电池芯片基体和上盖具有齿形区；步骤二，在微流控芯片基体上制作微流控***，得到微流控芯片；步骤三，在柔性电池芯片基体的齿形区涂覆光刻胶，压上光刻模板，再利用紫外光刻机光固化，然后在固定掩膜的遮挡下在齿形区溅射金属，生长出正/负极集流体，所述正/负极集流体呈交叉指型分布，其中正/负极集流体的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，正/负极集流体的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线平行，清洗光刻胶，然后将正/负极浆料分别打印在正/负极集流体上，得到柔性电池芯片；步骤四，利用上盖将微流控芯片和柔性电池芯片封装在一起，所述上盖与柔性电池芯片的齿形区相互吻合，其内部空隙构成电解液的存储空间。
作为本发明改进的技术方案：步骤一中，所述微流控芯片基体采用透气性PMDS一体成型，所述柔性电池芯片基体采用不透气性PMDS一体成型。
作为本发明改进的技术方案：步骤一中，成型后的柔性电池芯片基体的齿形区具有交叉指型的沟渠，所述沟渠的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，所述沟渠的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线相平行，所述正/负极集流体生长在所述交叉指型的沟渠中。
作为本发明改进的技术方案：步骤一中，所述齿形区三角形的峰高为50～3000μm，三角形的底边边长为100～5000μm。
作为本发明改进的技术方案：步骤一中，所述齿形区三角形的底边位于所述基体的中分面上。
作为本发明改进的技术方案：步骤一中，成型后的微流控芯片基体和柔性电池芯片基体的结合部设置有凹凸配合结构。
优选地，所述凹凸配合方式为齿形、铆钉型、T型、圆形。
作为本发明改进的技术方案，步骤三中，首先在固定掩模的遮挡下在齿形区溅射金属镍或者铬的一种或多种，再分别通过定制掩模，在正极集流体上溅射金属铝，负极集流体上溅射金属铜，金属镍、金属铬、金属铝和金属铜的厚度为1～100μm。
进一步地，制作超疏水通道：通过特定的激光图案，对成型集流体两侧进行激光烧结，烧结过后，在叉指型集流体两侧分别形成形成50～500μm宽的超疏水通道，水滴在其上疏水角范围为140°～160°。
作为本发明改进的技术方案，步骤三中，所述正/负极浆料的制备方法为：1)将正/负极活性材料、导电剂加入球磨机中球磨4～24h，球磨转速为100～1000rpm；2)将球磨后的混合物转移至充满惰性气体的手套箱中，加入分散剂共研，共研时间为5～60min，然后将共研后的混合物投入NMP中，得到B/C浆料；3)在充满惰性气体的手套箱中，将粘结剂放入1,4-二氧六环溶解，形成A溶液；4)将A溶液和B/C浆料混合在一起，放入行星混料机中共混，行星混料机的转速为1000～8000rpm，时间为2～20min，得到正/负极浆料。
其中，1g正/负极活性材料需配用导电剂0.05～0.1g、分散剂0.008～0.02g、粘结剂0.1～0.5g、NMP1～3mL、1,4-二氧六环0.5～1mL。
作为本发明改进的技术方案，步骤三中，在打印正/负极浆料的同时打印支撑材料，即将正/负极浆料放入打印机的中心腔，将支撑材料放入中心腔两侧的边缘腔，同时打印，打印完毕后除去支撑材料。
进一步地，先共同打印几层正/负极浆料和支撑材料，再在此基础上只打印几层正/负极浆料。
优选地，所述支撑材料的配置方法为：将5～10重量份双亲型三嵌段共聚物溶于20重量份的去离子水中，放入温控磁力搅拌机中磁力搅拌6～24h，控制温度为2～6℃，即得到支撑材料。
优选地，在打印正/负极浆料的过程中，搅拌装置处于搅拌状态，搅拌速度为50～200rpm，浆料的温度为30～50℃，挤压压力为200～1000psi，扫描速率为100～1000μm/s。
作为本发明改进的技术方案，步骤三中，所述正/负极活性物质中的其中一种物质呈“U”型打印在正极或负极集流体上，另一种物质呈“T”型打印在负极或正极集流体上。
作为本发明改进的技术方案：步骤三的后续操作为打印好后的芯片放入-100～-40℃的真空干燥箱内真空干燥1～12h。
作为本发明改进的技术方案：步骤四的后续操作为在惰性气体的保护下利用注射针头将电解液灌入柔性电池芯片的电解液存储空间中，然后利用PMMA封堵注射孔。优选地，所述电解液采用碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙烯酯按照1～3：1～3：1～3进行混合。
采用上述工艺制得的微流控***具有如下结构：微流控***主要由微流控芯片和柔性电池芯片构成，其中，柔性电池芯片包括基体和位于基体上的齿形区，在齿形区的表面设置有交叉指型集流体，所述交叉指型集流体的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，所述交叉指型集流体的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线平行，在所述交叉指型集流体的指部上还覆盖有正/负极活性物质。
进一步地，它还包括上盖，所述上盖也具有齿形区，所述上盖的齿形区与所述柔性电池芯片的齿形区相互吻合，从而形成电解液的存储空间。
进一步地，所述三角形的两腰面具有向内凹的沟渠，所述交叉指型集流体和所述正/负极活性物质位于所述沟渠内。
进一步地，所述三角形的峰高为50～3000μm，所述三角形的底边边长为100～5000μm。
进一步地，所述三角形的底边位于所述基体的中分面上。
进一步地，所述集流体分为正极集流体和负极集流体，正极集流体的底层为镍或者铬，表层为铝，负极集流体的底层为镍，表层为铜。
进一步地，在集流体两侧设置有超疏水通道，水滴在所述超疏水通道的疏水角为140～160°。
进一步地，所述正/负极活性物质中的其中一种物质呈“U”型覆盖在正极或负极集流体上，另一种物质呈“T”型覆盖在负极或正极集流体上。
进一步地，所述微流控芯片和所述柔性电池芯片凹凸配合，构成一个整体。
优选地，所述凹凸配合方式为齿形、铆钉型、T型或圆形中的至少一种。
有益效果
与现有技术相比，本发明将3D打印和微纳米加工技术相结合，快速制作出能量密度高、体积小、可反复弯折的三维电池***，然后将三维电池***与微流控芯片构成一个整体，形成微流控***，该微流控***的集成度高，不需要外加电路，可反复弯折，使用十分方便。
附图说明
图1为本发明微流控***的结构示意图；
图2为本发明微流控***的电路结构示意图；
图3为本发明制作柔性电池芯片基体的模具的结构示意图；
图4为本发明成型后的柔性电池芯片基体的结构示意图；
图5为三喷头同时打印正/负极浆料及其支撑材料的示意图；
图6为在齿形区打印电池浆料的示意图；
图7为本发明微流控芯片及柔性电池芯片的配合结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更加清晰明了地理解本发明，现结合具体实施方式和附图，对本发明进行详细说明。
本发明中微流控***的制备工艺主要包括四个步骤：步骤一，制备微流控芯片基体206、柔性电池芯片基体102以及上盖(图中无显示)；步骤二，在微流控芯片基体206上制作微流路***(201，202，203，204，205)，得到微流控芯片；步骤三，在柔性电池芯片基体102上制作三维微电池***，得到柔性电池芯片；步骤四，利用上盖将微流控芯片和柔性电池芯片封装成一个整体，得到微流控***。微流控芯片和柔性电池芯片的结构如图1和2所示。
实施例1
制作微流控芯片：将道康宁184胶体与固化剂按照10:1进行混合制作PDMS，然后放入制备微流控芯片基体206的模具当中，压铸成型，得到微流控芯片基体206。然后通过MEMS技术在微流控芯片基体206上制作微流路***(201,202,203,204,205)，得到微流控芯片。
制作柔性电池芯片基体102：将SE1700的胶体与固化剂按照10:1进行混合，在含齿形区的模具301(如图3所示)中压铸成型，得到柔性电池芯片基体102(如图4所示)。得到的柔性电池芯片基体102具有由连续三角形105构成的齿形区101。三角形105的峰高优选为50～3000μm，所述三角形105的底边边长优选为100～5000μm。三角形105底边所在的平面优选为柔性电池芯片基体102的中分面。采用这样的设计，可以使柔性电池芯片在受到弯曲力时，三角形105的表面不受到弯曲应力的影响，同时使柔性电池芯片的整体结构更牢固。
制作交叉指型集流体(106，107)：在柔性电池芯片基体102的齿形区101涂上光刻胶，然后用光刻模板压上，在紫外光刻机上照射10～20s，等待光刻胶固化。接着将固化后的柔性电池芯片基体102放入磁控溅射机中，调节功率大小，在固定掩模的遮挡下只在齿形区101溅射金属镍，厚度为10～50μm。再在将溅射镍或者铬后的柔性电池芯片基体102分别通过定制掩模，在正极集流体106上溅射金属铝，负极集流体107上溅射金属铜，厚度均为10～50μm。最后将溅射好铝和铜的柔性电池芯片基体102放入丙酮溶液中，洗去光刻胶，再用酒精清洗，用氮气吹干，从而在柔性电池芯片基体102的齿形区101生长出插指型的集流体(106，107)。
制作超疏水通道：通过特定的激光图案，对成型集流体两侧进行激光烧结，烧结过后，在叉指型集流体两侧分别形成形成200μm宽的超疏水通道，水滴在其上疏水角范围为140°～160°。
配制正/负极浆料(108,109)：(1)将活性材料如LFP、LTO等材料分别与乙醇溶液按照0.1g/ml进行混合转移到球磨机中球磨12h，转速设定在400rpm，得到粒度较细的活性材料；(2)将(1)处理后的活性材料LFP、LTO等与乙醇的混合物、导电剂Super-P、粘结剂PVDF、分散剂pvp分别放入培养皿，用无尘纸将培养皿上部封好，放入150℃真空烘箱，烘烤12h，取出后放入干燥皿中进行存放；(3)在充满氩气的手套箱中，取8g粘结剂PVDF溶于20ml 1,4-二氧六环溶液当中，待搅拌完全后得到A溶液；(4)取1g Super-P，14g LFP，0.18g pvp进行混合，在50℃的烘烤灯的照耀下，在研砵内进行研磨30min，研磨后的粉末放入20ml NMP溶液中，用玻璃棒搅拌均匀，得到B浆料；(4)取1g Super-P，14g LTO，0.18g pvp进行混合，在50℃的烘烤灯的照耀下，在研砵内进行研磨20～30min，研磨后的粉末放入20ml NMP溶液中，用玻璃棒搅拌均匀，得到C浆料；(5)取10ml A溶液与B浆料在行星混料机内进行混匀，转速设定在4000rpm，时间为10min，制得正极浆料108；(6)取10ml A溶液与C浆料，在行星混料机内进行混匀，转速设定在4000rpm，时间为10min，制得负极浆料109。分别配置A溶液与B/C浆料后再让其混合，可以显著提高正/负极活性材料的溶解性，使其更利于打印。此外，本发明采用的是油性体系，不同于常见的水系正/负极浆料(108,109)，其更适用于电子打印。
配制支撑材料406：取5～10g普朗克F127溶于20g去离子水中，放入温控磁力搅拌机中磁力搅拌12h，搅拌的温度设定为4℃，制得支撑材料406。
打印正/负极活性物质(103,104)：将正/负极浆料(108,109)装入三喷头打印机401的中间腔403中，将支撑材料406装入三喷头打印机401的边缘腔(402,404)中，同时打印，挤压压力405为600psi，扫描速率为500μm/s，温度控制在40℃，从而将正/负极浆料(108,109)打印到正/负极集流体(106，107)上，如图5所示。由于高层所受压力较小，可以选择只打印电池的正/负极浆料(108,109)。例如一共打印16层正/负极浆料(108,109)，可以在1-10层时同时打印正/负极浆料(108,109)和支撑材料406，在11-16层时只打印正/负极浆料(108,109)。当然，也可以1-16层都只打印正/负极浆料(108,109)。为了节省材料，所述正/负极材料只用打印在交叉指型集流体(106，107)的指部。为了增加柔性电池芯片中正/负极活性物质(103,104)的质量，所述正/负极浆料(108,109)中的其中一种物质呈“U”型覆盖在正极或负极集流体(106，107)上，另一种物质呈“T”型覆盖在负极或正极集流体(106，107)上。例如正极浆料108都呈“T”型打印到正极集流体106上，对应的负极浆料109呈“U”型打印到负极集流体107上，如图6所示。也可以正极浆料108呈“U”型和“T”型交替排列打印到正极集流体106上，负极浆料109呈“T”型和“U”型交替排列打印到负极集流体107上。三角形105的腰面至少有一个“U”型和“T”型配对。由于正/负极活性物质(103,104)位于三角形105的腰面，故当柔性电池芯片发生弯曲时，齿形区101的三角形105的顶部受力、变形较大，腰面几乎不受影响，故正/负极活性物质(103,104)不会随着柔性电池芯片的弯曲而发生剥落，电极结构稳定，电池的电化学性能不受影响。此外，正/负极活性物质(103,104)位于三角形105的腰面，相对于水平面上的交叉指型正/负极活性物质(103,104)，本发明具有更大的表面，能够容纳更多的正/负极活性物质(103,104)，从而使得柔性电池芯片的总电容更高。为了使本发明的正/负极活性物质(103,104)与柔性电池芯片基体102结合更牢固，在一体成型制备柔性电池芯片基体102时，即可在齿形区101的三角形105的两腰面构筑交叉指型沟渠(如图4中的放大图所示)，然后将金属镍或铬、金属铝和金属铜溅射到交叉指型沟渠中，然后将正/负极浆料(108,109)也打印到交叉指型沟渠中。
柔性电池芯片的后处理：将打印好的柔性电池芯片基体102放入到去离子水中，冲洗掉支撑材料406。然后将柔性电池芯片基体102放入到-80℃的真空干燥箱内真空干燥4h。用直径为100μm的金线分别与正/负极集流体(106，107)的两端连接上，用导电胶点胶好，将金线引出至微流控芯片中。将PDMS胶体与固化剂按照10:1混合通过注射器挤压在交叉指型集流体(106，107)的根部以及裸露的金属区域，注射器的针头直径为100～300μm，然后放入到80℃烘箱烘烤10min。
制备上盖：将PDMS胶与固化剂按照10:1进行混合，然后放入制备上盖的模具当中，压铸成型，得到上盖。所述制备上盖的模具也具有齿形区，从而使得制备的上盖具有与柔性电池芯片基体102相吻合的齿形区。
封装：将上盖和微流控芯片、柔性电池芯片放入等离子体清洗机中，氧气流量为100sccm，功率为200w，表面活化1min，活化后将上盖和微流控芯片、柔性电池芯片键合，得到的微流控***。将制作好的微流控***放入真空干燥箱常温静置24h。为了使微流控芯片和柔性电池芯片结合更牢固，在制作微流控芯片基体206和柔性电池芯片基体102时，可以在其结合部一体成型地制作出凹凸配合结构，例如齿形、铆钉型、T型或圆形，如图7所示。
微流控***的后处理：最后将芯片转移到手套箱内，在氩气氛围中用100μm注射器针头灌入电解液，电解液选用碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙烯酯(EMC)按照1：1：1进行混合，注射好后用100-250μm的PMMA微柱封堵注射孔，封装完毕。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于正/负极浆料(108,109)的配置不同，其具体工艺如下：(1)将活性材料如LFP，LTO等材料分别与乙醇溶液按照0.1g/ml进行混合转移到球磨机中球磨8h，转速设定在500rpm；(2)将活性材料LFP、LTO与乙醇的混合物，多壁碳纳米管，粘结剂HPC(羟丙基纤维素，分子量1,000,000)，分散剂pvp分别放入培养皿，用无尘纸将培养皿上部封好，放入150℃真空烘箱，烘烤12h，取出后放入干燥皿中进行存放；(3)在充满氩气的手套箱中，取4g粘结剂HPC溶于20ml 1,4-二氧六环溶液，每次放入0.5g，用玻璃棒均匀搅拌，在试剂瓶盖口处用封口胶带缠绕，放入80℃水浴锅进行加热5～10min，制备得到的清澈透明溶液作为A溶液；(4)取1g多壁碳纳米管，14g LFP，0.18g pvp进行混合，在50℃的烘烤灯的照耀下，在研砵内进行研磨20～30min，研磨后的粉末放入20ml NMP溶液中，用玻璃棒搅拌均匀，得到B浆料；(5)取1g多壁碳纳米管，14g LTO，0.18g pvp进行混合，在50℃的烘烤灯的照耀下，在研砵内进行研磨20～30min，研磨后的粉末放入20ml NMP溶液中，用玻璃棒搅拌均匀，得到C浆料；(6)取10ml A溶液与B浆料在行星混料机内进行混匀，转速设定在4000rpm，时间为10min，制得正极浆料108；(7)取10ml A溶液与C浆料，在行星混料机内进行混匀，转速设定在4000rpm，时间为10min，制得负极浆料109。
采用上述工艺制得的微流控***具有如下结构：微流控***主要由微流控芯片和柔性电池芯片构成，其中，柔性电池芯片包括基体102和位于基体102上的齿形区101，在齿形区101的表面设置有交叉指型集流体(106，107)，所述交叉指型集流体(106，107)的根部与齿形区101三角形105的顶部楞线相垂直，所述交叉指型集流体(106，107)的指部位于三角形105的两腰面且与三角形105的顶部楞线平行，在所述交叉指型集流体(106，107)的指部上还覆盖有正/负极活性物质(103,104)。所述三角形的两腰面具有向内凹的沟渠，所述交叉指型集流体(106，107)和所述正/负极活性物质(103,104)位于所述沟渠内。所述三角形105的峰高为50～1000μm，所述三角形105的底边边长为100～5000μm。所述三角形105的底边位于所述基体102的中分面上。所述集流体(106，107)分为正极集流体106和负极集流体107，正极集流体106的底层为镍或者铬，表层为铝，负极集流体107的底层为镍或者铬，表层为铜。所述正/负极活性物质(103,104)中的其中一种物质呈“U”型覆盖在正极或负极集流体(106，107)上，另一种物质呈“T”型覆盖在负极或正极集流体(106，107)上。所述微流控芯片和所述柔性电池芯片凹凸配合，构成一个整体。它还包括上盖，所述上盖也具有齿形区，所述上盖的齿形区与所述柔性电池芯片的齿形区101相互吻合，从而形成电解液的存储空间。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚地说明所作的举例，而非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。只要是在本发明实施例基础上做出的常识性的改动方案，都处于本发明的保护范围之中。

Claims (29)

1.一种微流控***，主要由微流控芯片和柔性电池芯片构成，其特征在于：所述柔性电池芯片包括基体和位于基体上的齿形区，在齿形区的表面设置有交叉指型集流体，所述交叉指型集流体的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，所述交叉指型集流体的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线平行，在所述交叉指型集流体的指部上还覆盖有正/负极活性物质。
2.根据权利要求1所述的微流控***，其特征在于：还包括上盖，所述上盖也具有齿形区，所述上盖的齿形区与所述柔性电池芯片的齿形区相互吻合，从而形成电解液的存储空间。
3.根据权利要求1所述的微流控***，其特征在于：所述三角形的两腰面具有向内凹的沟渠，所述交叉指型集流体和所述正/负极活性物质位于所述沟渠内。
4.根据权利要求1所述的微流控***，其特征在于：所述三角形的峰高为50～3000μm，所述三角形的底边边长为100～5000μm。
5.根据权利要求1所述的微流控***，其特征在于：所述三角形的底边位于所述基体的中分面上。
6.根据权利要求1所述的微流控***，其特征在于：所述集流体分为正极集流体和负极集流体，正极集流体的底层为镍或者铬，表层为铝，负极集流体的底层为镍或者铬，表层为铜。
7.根据权利要求1所述的微流控***，其特征在于：在集流体两侧设置有超疏水通道，水滴在所述超疏水通道的疏水角为140～160°。
8.根据权利要求1所述的微流控***，其特征在于：所述正/负极活性物质中的其中一种物质呈“U”型覆盖在正极或负极集流体上，另一种物质呈“T”型覆盖在负极或正极集流体上。
9.根据权利要求1所述的微流控***，其特征在于：所述微流控芯片和所述柔性电池芯片凹凸配合，构成一个整体。
10.根据权利要求9所述的微流控***，其特征在于：所述凹凸配合方式为齿形、铆钉型、T型或圆形中的至少一种。
11.一种微流控***的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将PDMS胶倒入模具中制作微流控芯片基体、柔性电池芯片基体以及上盖，使得成型后的柔性电池芯片基体和上盖具有齿形区；
步骤二，在微流控芯片基体上制作微流控***，得到微流控芯片；
步骤三，在柔性电池芯片基体的齿形区涂覆光刻胶，压上光刻模板，再利用紫外光刻机光固化，然后在固定掩膜的遮挡下在齿形区溅射金属，生长出正/负极集流体，所述正/负极集流体呈交叉指型分布，其中正/负极集流体的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，正/负极集流体的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线平行，清洗光刻胶，然后将正/负极浆料分别打印在正/负极集流体上，得到柔性电池芯片；
步骤四，利用上盖将微流控芯片和柔性电池芯片封装在一起，所述上盖与柔性电池芯片的齿形区相互吻合，其内部空隙构成电解液的存储空间。
12.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：步骤一中，所述微流控芯片基体采用透气性PMDS一体成型，所述柔性电池芯片基体采用不透气性PMDS一体成型。
13.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：成型后的柔性电池芯片基体的齿形区具有交叉指型的沟渠，所述沟渠的根部与齿形区三角形的顶部楞线相垂直，所述沟渠的指部位于三角形的两腰面且与三角形的顶部楞线相平行，所述正/负极集流体生长在所述交叉指型的沟渠中。
14.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：所述三角形的峰高为50～3000μm，所述三角形的底边边长为100～5000μm。
15.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：所述三角形的底边位于所述基体的中分面上。
16.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：成型后的微流控芯片基体和柔性电池芯片基体的结合部设置有凹凸配合结构。
17.根据权利要求16所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：所述凹凸配合方式为齿形、铆钉型、T型、圆形。
18.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：步骤三中，首先在固定掩模的遮挡下在齿形区溅射金属镍或者铬，再分别通过定制掩模，在正极集流体上溅射金属铝，负极集流体上溅射金属铜，金属镍、金属铬、金属铝和金属铜的厚度为1～100μm。
19.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：通过特定的激光图案，对成型的集流体两侧进行激光烧结，烧结过后，在交叉指型集流体两侧分别形成50～500μm宽的超疏水通道，水滴在其上疏水角范围为140°～160°。
20.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：所述正/负极浆料的制备方法为：1)将正/负极活性材料、导电剂加入球磨机中球磨4～24h，球磨转速为100～1000rpm；2)将球磨后的混合物转移至充满惰性气体的手套箱中，加入分散剂共研，共研时间为5～60min，然后将共研后的混合物投入NMP中，得到B/C浆料；3)在充满惰性气体的手套箱中，将粘结剂放入1,4-二氧六环溶解，形成A溶液；4)将A溶液和B/C浆料混合在一起，放入行星混料机中共混，行星混料机的转速为1000～8000rpm，时间为2～20min，得到正/负极浆料。
21.根据权利要求20所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：1g正/负极活性材料需配用导电剂0.05～0.1g、分散剂0.008～0.02g、粘结剂0.1～0.5g、NMP1～3mL、1,4-二氧六环0.5～1mL。
22.根据权利要求20所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：在打印正/负极浆料的同时打印支撑材料，即将正/负极浆料放入打印机的中心腔，将支撑材料放入中心腔两侧的边缘腔，同时打印，打印完毕后除去支撑材料。
23.根据权利要求20所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：先共同打印几层正/负极浆料和支撑材料，再在此基础上只打印几层正/负极浆料。
24.根据权利要求23所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：所述支撑材料的配置方法为：将5～10重量份双亲型三嵌段共聚物溶于20重量份的去离子水中，放入温控磁力搅拌机中磁力搅拌6～24h，控制温度为2～6℃，即得到支撑材料。
25.根据权利要求20所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：在打印正/负极浆料的过程中，搅拌装置处于搅拌状态，搅拌速度为50～200rpm，浆料的温度为30～50℃，挤压压力为200～1000psi，扫描速率为100～1000μm/s。
26.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：所述正/负极活性物质中的其中一种物质呈“U”型打印在正极或负极集流体上，另一种物质呈“T”型打印在负极或正极集流体上。
27.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：步骤三的后续操作为打印好后的芯片放入-100～-40℃的真空干燥箱内真空干燥1～12h。
28.根据权利要求11所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：步骤四的后续操作为在惰性气体的保护下利用注射针头将电解液灌入柔性电池芯片的电解液存储空间中，然后利用PMMA封堵注射孔。
29.根据权利要求27所述的微流控***的制备工艺，其特征在于：所述电解液采用碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙烯酯按照1～3：1～3：1～3进行混合。
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