[发明专利]一种柔性电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性电池及其制备方法，其中，所述方法包括步骤：在光照条件下，将改性高分子材料、非改性高分子材料以及光催化剂进行混合，反应制得双网络凝胶电解质；将多孔碳基材料均匀掺杂到所述双网络凝胶电解质中并进行冷冻干燥处理，制得柔性多孔空气电极；将金属粉或金属线均匀掺杂到双网络凝胶电解质中并进行固化处理，制得柔性薄膜金属电极；将柔性多孔空气电极、双网络凝胶电解质以及柔性薄膜金属电极依次堆叠并进行压紧处理，制得所述柔性电池。本发明中柔性多孔空气电极以及柔性薄膜金属电极均以双网络凝胶电解质为基材制得，通过采用均一同相的材料制备双网络凝胶电解质和电极，能够有效提高柔性电池的安全稳定性以及比容量。

技术领域

本发明涉及电池领域，特别涉及一种柔性电池及其制备方法。

背景技术

柔性器件因其便于携带、可弯折且可穿戴，为现代生活提供了很多便利，并吸引了研究人员的广泛关注。

当前制约柔性电池的主要因素集中在柔性电池的安全性、能量密度的提升、续航时间的延长以及长期运行的稳定性提升等方面。传统柔性电极材料多选用碳布、多孔金属等轻薄的电子导体作为柔性空气电极基材或直接用作柔性电极。然而，由于柔性电池中电解质与电极并非均一同相的材料，这些都制约了活性催化物质、离子与电子的传导，在经历长期工作后，电极材料与柔性凝胶电解质之间也会发生形变进而发导致两者之间接触不良甚至剥离

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种柔性空气电池及其制备方法，旨在解决现有技术中的柔性空气电池的比容量低和安全稳定性差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种柔性电池的制备方法，其中，包括步骤：

在光照条件下，将改性高分子材料、非改性高分子材料以及光催化剂进行混合，反应制得双网络凝胶电解质；

将多孔碳基材料均匀掺杂到所述双网络凝胶电解质中并进行冷冻干燥处理，制得柔性多孔空气电极；

将金属粉或金属线均匀掺杂到所述双网络凝胶电解质中并进行固化处理，制得柔性薄膜金属电极；

将所述柔性多孔空气电极、双网络凝胶电解质以及柔性薄膜金属电极依次堆叠并进行压紧处理，制得所述柔性电池。

所述柔性电池的制备方法，其中，所述双网络凝胶电解质的制备包括以下步骤：

在光照条件下，将改性高分子材料与非改性高分子材料以及光催化剂进行混合，使改性高分子材料与非改性高分子材料之间以及改性高分子材料与改性高分子材料之间通过官能团之间的配位作用相互交联，制得双网络凝胶电解质。

所述柔性电池的制备方法，其中，所述改性高分子材料的制备包括以下步骤：

在催化剂作用下，将非改性高分子材料与改性小分子混合，使改性小分子配位结合在所述非改性高分子材料表面，制得所述改性高分子材料。

所述柔性电池的制备方法，其中，所述非改性高分子材料选自甲壳素、明胶、聚丙烯酸钠或海藻酸钠中的任意一种。

所述柔性电池的制备方法，其中，所述改性小分子选自有机酚、有机胺和有机羧酸中的一种或多种。

所述柔性电池的制备方法，其中，所述柔性多孔空气电极的制备包括以下步骤：

在光照条件下，将多孔碳基材料、改性高分子材料、非改性高分子材料以及光催化剂混合均匀后进行冷冻干燥处理，制得所述柔性多孔空气电极。

所述柔性电池的制备方法，其中，所述多孔碳基材料选自煅烧后的金属有机框架化合物、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。