[发明专利]一种安全可充电钾聚苯胺电池及其制备方法

权利要求书

1.一种安全可充电钾聚苯胺电池，其包括电池正极、电池负极、隔膜和电解质，其特征在于，所述电池正极为钾聚苯胺正极，所述电池负极为钾金属负极，所述电解液为有机液体电解质六氟磷酸钾盐溶液，所述电解质为交联聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物凝胶构成的聚合物-凝胶电解质；

所述隔膜采用双层隔膜，其中紧贴着所述钾金属负极的是玻璃纤维隔膜，玻璃纤维隔膜与钾金属负极之间填充有所述交联聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物凝胶电解质。

2.根据权利要求1所述的一种安全可充电钾聚苯胺电池，其特征在于，紧贴在所述钾聚苯胺正极表面的是聚乙烯微孔隔膜；所述玻璃纤维隔膜的厚度为0.02-0.3mm，聚乙烯微孔隔膜厚度为0.01-0.03mm。

3.根据权利要求2所述的一种安全可充电钾聚苯胺电池，其特征在于，所述聚苯胺是由化学氧化聚合法制备获得的长度为几微米、直径约为80nm的纳米纤维组成的聚苯胺；再经过氨水脱掺杂后，洗涤至不含铵根离子，再浸入六氟磷酸钾溶液中进行掺杂，洗涤，常温下真空干燥后，得到钾聚苯胺材料。

4.根据权利要求3所述的一种安全可充电钾聚苯胺电池，其特征在于，所述钾聚苯胺正极材料的制备工艺如下：将掺杂六氟磷酸钾溶液的聚苯胺粉末填充在凹模的底部，然后凸模下行，进行预压，然后凸模上行，在凹模中加入膨胀石墨粉，凸模再次下行，将膨胀石墨粉和聚苯胺粉末一起压制成型，得到钾聚苯胺正极。

5.根据权利要求2所述的一种安全可充电钾聚苯胺电池，其特征在于，所述钾金属负极的制备工艺如下：通过抽滤方式制备了同时存在钛缺陷和富含氮的MXene纳米片DN-MXene与碳纳米管的复合网络电极，并将钾金属熔融进网络骨架中，得到钾金属负极材料K@DN-MXene/CNT；再用聚合物-凝胶电解质润湿所述钾金属负极材料后，制得钾金属负极。

6.根据权利要求3所述的一种安全可充电钾聚苯胺电池，其特征在于，所述电解液的配制工艺如下：在真空手套箱中，氩气保护下，将碳酸丙烯酯，碳酸乙烯酯和二甲基甲酰胺混合搅拌均匀，依次加入六氟磷酸钾、苯甲醚和甲基磷酸二甲酯，搅拌至澄清，即得电解液。

7.根据权利要求1-6任何一项所述的安全可充电钾聚苯胺电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将制得的钾聚苯胺正极，钾金属负极、隔膜和电解液，按照所需重量和数量搭配好后，送入真空手套箱，按照钾聚苯胺正极，聚乙烯微孔隔膜，玻璃纤维隔膜，通过交联聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物凝胶润湿包裹的钾金属负极依次叠好，然后压制后，将上述电芯装入金属盒中，添加电解液后密封即可。

8.根据权利要求7所述的一种安全可充电钾聚苯胺电池的制备方法，其特征在于，所述电池的组装的正负极搭配方式为一正一负，或者两正一负的搭配方式。

9.根据权利要求7所述的一种安全可充电钾聚苯胺电池的制备方法，其特征在于，所述金属盒的材质为铝、铝合金、钢铁、镍、铜其中任何一种。

10.根据权利要求7所述的一种安全可充电钾聚苯胺电池的制备方法，其特征在于，所述金属盒中，与电芯正极相接触的金属片和负极相接触的金属片不是直接相连的，而是中间通过塑料来连接。