[发明专利]柔性锌空电池的锌阳极材料的制备方法及锌空电池的制备

说明书

本发明提供了一种用于柔性锌空电池的锌阳极材料的制备方法，其包括如下步骤：分别制备载体和锌电镀液；将所述载体与阴极材料连接后，与锌片阳极一并置于锌电镀液中，在0.2～0.6A的电流强度下进行电沉积锌，得到半成品；将所述半成品用去离子水冲洗干净后，依次进行冷冻和冻干，得到所述锌阳极材料。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明制备出的柔性锌空电池用锌阳极材料满足柔性锌‑空气电池的阳极使用要求，且工艺简单，实施费用低。

技术领域

本发明涉及一种柔性锌空电池的锌阳极材料的制备方法及锌空电池的制备，属于能源器件领域。

背景技术

如今，柔性电子设备的发展被认为是一种引人眼球的重要变革。相比传统的能源设备，柔性电子设备具有便捷携带、轻质、可弯曲、可穿戴、甚至是可植入。为了实现柔性这一概念，器件各组成部分的柔性具有关重要意义。在能量存储系统中，电池系统被认为是重要组件。

锌-空气电池是绿色环保洁净能源。锌-空气电池具有比容量大、理论能量密度高、电极材料储量丰富、性能稳定、低毒性和无污染、技术成熟安全性高等众多优点。柔性锌-空气电池也继承了上述锌-空气电池的优点。柔性锌-空气电池采用负载商用氧化钴的碳纤维作为阴极，锌电极作为柔性阳极，电解质溶液为PVA和6M氢氧化钾的均匀混合物。

现有柔性器件中的锌阳极材料多采用锌箔、锌片、螺旋状锌丝、弹簧状锌丝等，锌箔、锌片难以做到大面积单电池或者说只停留在若干平方厘米大小的柔性器件使用上，并且可穿戴性较差、柔性特征不明显无法与本方法制备的锌阳极相比；螺旋状锌丝、弹簧状锌丝等锌丝在柔性电池组装时阳极材料与本方法制备的锌阳极相比暴露面积较小，放电过程缓慢难以提供大电流，因而阳极材料利用率较低且容易造成电解质的浪费。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种柔性锌空电池的锌阳极材料的制备方法及锌空电池的制备。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种用于柔性锌空电池的锌阳极材料的制备方法，其包括如下步骤：

分别制备载体和锌电镀液；

将所述载体与阴极材料连接后，与锌片阳极一并置于锌电镀液中，在0.2～0.6A的电流强度下进行电沉积锌，得到半成品；

将所述半成品用去离子水冲洗干净后，依次进行冷冻和冻干，得到所述锌阳极材料。

作为优选方案，所述载体的制备方法为：

将棉线进行去油处理后，在高锰酸钾和硫酸的混合水溶液中，于35～40℃下进行粗化；

在氯化亚锡和盐酸的混合溶液中进行敏化；

在氯化钯和盐酸的混合水溶液中进行活化后，进行化学镀铜；

冲洗干净，依次进行冷冻和冻干处理。

作为优选方案，所述棉线的去油处理方法为：将棉线先用丙酮浸泡并且加超声处理30分钟，然后用去离子水浸泡并且加超声处理30分钟。

作为优选方案，所述高锰酸钾和硫酸的混合水溶液的pH值为3，高锰酸钾的质量浓度为2～4g/L，所述硫酸为浓硫酸。

作为优选方案，所述氯化亚锡和盐酸混合的水溶液的制备方法为：将氯化亚锡溶解于质量分数为37％的浓盐酸中，即可，其中，氯化亚锡的质量浓度为10g/L。

作为优选方案，所述氯化钯和盐酸混合的水溶液的制备方法为：将氯化钯溶解于质量分数为37％的浓盐酸中，即可，其中，氯化钯的质量浓度为0.5g/L。

作为优选方案，所述锌电镀液中包含按质量浓度计的如下组分：