[发明专利]一种柔性带状锂-二氧化碳电池正极材料的制备方法及电池

权利要求书

1.一种柔性带状锂-二氧化碳电池，其特征在于：采用以下方法制得：在手套箱中配置电解液，其中锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂，溶剂为四乙二醇二甲醚；将锂片溶解并再次成型成合适宽度的锂带，裁剪紫铜带、玻璃带隔膜、柔性不锈钢网至合适的长度和宽度，依次堆叠紫铜带、锂带、玻璃带隔膜，在玻璃带隔膜上加入500-600 uL的电解液，然后放入复合基底膜正极材料和柔性不锈钢网，最后将之整体放入到宽度为1.5-2 cm的热缩带中，其中热缩带的正极面有若干分布均匀的孔，其中单个孔洞的大小为0 .1-2 mm，分布密度为1-30个/cm²，在正负极端分别接入铜箔作为引线，然后用温度为100-200℃的热风枪均匀吹扫，使热缩带收缩来固定并封装得带状锂-二氧化碳电池；

所述复合基底膜正极材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1：用有机溶剂对基底进行超声洗涤，在室温下将其浸入酸液中浸泡，再超声洗涤、烘干得柔性基底；

步骤2：将钼源加入到一定量的去离子水中，然后按去离子水和浓硝酸或浓盐酸的体积比为1:(0.5-1)的比例缓慢加入浓硝酸或浓盐酸，搅拌后缓慢加入一定量的十六烷基三甲基溴化铵阳离子表面活性剂，搅拌至溶液逐渐变黄时加入步骤1中处理好的柔性基底浸渍；

步骤3：将步骤2中含柔性基底的混合溶液整体转入到内衬为聚四氟乙烯的消解罐中，并置于恒温干燥箱内进行水热反应，保温一定时间进行水热生长，反应结束后自然冷却至室温，得柔性基底薄膜；将柔性基底薄膜从混合溶液中取出，漂洗后干燥，得到负载三氧化钼的复合基底膜；

步骤4：将步骤3中得到的负载三氧化钼的复合基底膜平铺于方舟中，置于管式炉恒温区进行煅烧，在惰性气体的作用下通入纯NH₃气体升温进行氮化，反应结束后随炉冷却至室温，然后通入惰性气体以使材料钝化，通气完毕后便得到负载氮化钼的复合基底膜正极材料。

2.根据权利要求1所述的柔性带状锂-二氧化碳电池，其特征在于，在步骤1中，所述用有机溶剂对基底进行超声洗涤，具体为：用丙酮、无水乙醇或乙二醇有机溶剂将柔性基底进行超声洗涤，洗涤时间为0.5-1 h，然后用去离子水超声洗涤3次，每次洗涤时间10-20 min。

3.根据权利要求1所述的柔性带状锂-二氧化碳电池，其特征在于，在步骤1中，所述在室温下将其浸入酸液中浸泡，再超声洗涤、烘干得柔性基底，具体为：在室温下将其浸入浓硝酸、浓盐酸或浓硫酸中0.5-1 h，再用去离子水超声洗涤3次，每次洗涤时间10-20 min，然后放入60-80℃的鼓风干燥箱中烘干。

4.根据权利要求1所述的柔性带状锂-二氧化碳电池，其特征在于，在步骤2中，所述钼源为钼酸铵、钼酸钠中的一种或两种物质的混合物。

5.根据权利要求1所述的柔性带状锂-二氧化碳电池，其特征在于，在步骤2中，所述搅拌至溶液逐渐变黄时加入步骤1中处理好的柔性基底浸渍，具体为：搅拌10-20 min至溶液逐渐变黄时加入一片步骤1中处理好的柔性基底浸渍10-20 min。

6.根据权利要求1所述的柔性带状锂-二氧化碳电池，其特征在于，在步骤3中，所述保温一定时间进行水热生长，具体为：在120-150 °C下保温20-24 h进行水热生长。

7.根据权利要求1所述的柔性带状锂-二氧化碳电池，其特征在于，在步骤4中，所述惰性气体为N₂、He和Ar的一种气体或混合气体。

8.根据权利要求1所述的柔性带状锂-二氧化碳电池，其特征在于，在步骤4中，所述在惰性气体的作用下通入纯NH₃气体升温进行氮化，具体为：先以流量为200-400 mL/min通入惰性气体10-30 min以排除空气，再通入纯NH₃气体，保持NH₃气体总流量固定为80-100 mL/min，升温至预设温度进行氮化。

9.根据权利要求8所述的柔性带状锂-二氧化碳电池，其特征在于，所述升温至预设温度进行氮化，具体为：以1-10℃/min的升温速度升温至700-900℃，保温3-5 h进行氮化。