[发明专利]一种柔性薄膜电池及其制造方法

说明书

本发明公开了一种柔性薄膜电池及其制备方法。本发明的柔性薄膜电池包括正极材料、负极材料和阴离子交换膜；所述柔性薄膜电池的制备包括如下步骤：(1)MXene材料采用喷墨或丝网印刷，印制于阴离子交换膜之上；(2)在铝箔上涂胶；(3)将将涂过胶的铝箔与阴离子交换膜的非印制MXene面层复合，压贴；(4)经分切、塑封而成。本发明具有电池容量高，电池寿命长等优点。

技术领域

本发明属于电池技术领域，特别是涉及一种柔性薄膜电池及其制造方法。

背景技术

随着电子产品越来越多地以薄形化、柔性化的方式出现，人们对电池提出了新的要求，不仅需要保证电池的容量，还需要电池具有一定的柔性，以满足特定的应用要求。

2006年，芬兰Enfucell公司和以色列Power paper公司提出印刷纸电池概念，自此薄型柔性纸电池在全球范围内收到关注。Power paper公司生产的纸张薄膜电池是一种由锌负极和MnO₂正极构成，将电极材料印刷在纸上，单个纸电池开路电压可达到1.5V，这种电池的特点是成本极低，形貌和尺寸灵活，使用方便。Enfucell电池公司的纸张薄膜电池，其组成与结构跟Power paper公司的相似。目前，纸电池在射频识别、微型标签显示器、智能卡、智能保证、化妆品等诸多领域得到了初步应用，未来具有巨大的发展潜力。

研究者对纸电池进行了广泛的研究。例如：

专利CN201821057988公开了一种纸电池，所述纸电池从上到下依次包括保护膜、正极、活化浆料、电解液、负极、保护膜以及覆盖在正极和负极引出端的焊接层；其通过于纸电池的正极材料和负极材料上覆盖由铜或银浆形成的焊接层，使得其易于与电路板焊接，实现了一种易于与电路板连接、便于使用的纸电池。

专利CN201210209038.0公开了一种液体活化镁锰纸电池及其制备方法，该电池以二氧化锰为正极、镁为负极、纤维素纸为隔膜材料、氯化锌、氯化铵、氯化钙等为电解液。

专利CN201811544111公开了一种太阳能薄膜电池，包括：薄膜电池本体；收纳机构，其与所述薄膜电池本体的一端相连，并能够带动所述薄膜电池本体运动，以使所述薄膜电池本体缩入所述收纳机构的收纳腔室中；以及驱动机构，其与所述薄膜电池本体的另一端相连，用于驱动所述薄膜电池本体，使其相对所述收纳机构运动而伸出所述收纳腔室，以接收太阳光并进行光电转换。可避免其长期暴露在外而经受环境及温度等因素的侵袭，大大延长了太阳能薄膜电池的使用寿命。

专利201811169152.9公开了一种柔性薄膜电池，包括：隔膜；所述隔膜的一侧印刷有正极层；所述隔膜的另一侧印刷有负极层。与现有技术相比，本发明直接在隔膜两侧印刷正极层与负极层，形成紧密的三层结构，使得电池的正负极与隔膜形成一个电池整体层，可避免在弯曲褶皱的部位出现分离的现象，提高了柔性薄膜电池的耐弯曲性能。

然而，上述专利基本都采用纤维素纸张浸吸电解液作为隔膜层，容易造成漏液，减缓电池寿命。

基于现有技术的缺陷，本发明开发了一种柔性薄膜电池及其制造方法，本发明的柔性薄膜电池采用阴离子交换膜作为隔膜材料，能够有效解决漏液问题，延长电池使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性薄膜电池及其制造方法。本发明未采用传统电池的电解液，采用固体聚合物电解质阴离子交换膜作为隔膜材料，且避免了酸性电解液泄漏的问题，因此电池寿命较普通酸性锌锰电池要长。

为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：

一种柔性薄膜电池，所述柔性薄膜电池包括正极材料、负极材料和阴离子交换膜。

进一步地，所述正极材料为MXene材料。

本发明采用MXene材料作为正极材料，具有良好的导电性，能够有效提高本发明柔性薄膜电池的电池容量。