[发明专利]一种柔性锂-二氧化碳软包电池及其制作方法

权利要求书

1.一种柔性锂-二氧化碳软包电池，其特征在于，包括由金属锂带、玻璃纤维隔膜、负载铜铟硫的碳布依次堆叠得到的叠层结构，在堆叠结构上套上铝塑膜，在与负载铜铟硫的碳布接触面上的铝塑膜上均布有通孔，其中负载铜铟硫的碳布作为正极空气电极，金属锂带作为负极。

2.根据权利要求1所述的一种柔性锂-二氧化碳软包电池，其特征在于，负载铜铟硫的碳布采用柔性碳布，柔性碳布的厚度为0.5~1 mm，单根碳纤维直径为3~7 μm，单个铜铟硫纳米颗粒尺寸为50~500 nm，在柔性碳布和铜铟硫组成的空气电极中，铜铟硫质量为0.2~0.8mg/cm²。

3.根据权利要求1所述的一种柔性锂-二氧化碳软包电池，其特征在于，金属锂带厚度为0.2~0.8 mm，金属锂带长度为4~6 cm，宽度为0.5~1.5 cm。

4.根据权利要求1所述的一种柔性锂-二氧化碳软包电池，其特征在于，隔膜上浸润400~800 μL电解液，隔膜长度为5~7 cm，宽度为1~2 cm。

5.根据权利要求1所述的一种柔性锂-二氧化碳软包电池，其特征在于，铝塑膜长度为6~8 cm，宽度为2~4 cm，铝塑膜上当个孔径直径为0.5~2 mm，孔径分布密度为3~10个/cm²。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种柔性锂-二氧化碳软包电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、使用前先将柔性基底碳布200~400 ℃热处理20~30分钟，再用丙酮和水分别进行超声洗涤，洗涤时间为0.5~1小时，然后放入5%过硫酸钾和10%硫酸溶液中，60~80 ℃下浸泡8~10小时，最后用去离子水超声洗涤多次，每次洗涤时间10~30分钟，然后放入60~80 °C的鼓风干燥箱中烘干；

步骤2、在氧气和水含量均低于1 ppm的手套箱内，将双三氟甲烷磺酰亚胺锂、四乙二醇二甲醚以(1.8~3.0):(9.2~10.8)的质量比配制成电解液；

步骤3、将90 % 铜铟硫粉末和10 %聚偏氟乙烯粘结剂在N-甲基吡咯烷酮溶液中混合形成均匀浆料，然后将得到的浆液涂在碳布上，组成空气电极，面积为0.5~2 cm²，得到正极活性物质基底；

步骤4、在手套箱中，将锂片溶解并再次成型为长度为4~6 cm，宽度为0.5~1.5 cm的锂带，裁剪玻璃纤维隔膜至合适的长度和宽度，其中玻璃纤维隔膜的宽度稍微偏大防止器件短路，裁剪长度为5~7 cm，宽度为1~2 cm的碳布并均匀涂覆铜铟硫活性物质；

步骤5、依次堆叠锂带、玻璃纤维隔膜，在接触碳布端的隔膜上加入400~800 μL的电解液，然后放入上述得到的正极活性物质基底，最后将其整体放入到铝塑膜中，有一面铝塑膜分布着均匀的孔，即作为锂-二氧化碳软包电池的正极面，其中单个孔洞的大小为0.5~2mm，在正负极端分别接入极耳；

步骤6、放入封装前先将布满孔一面的铝塑膜用透明胶带封住，将待封装的软包电池置于氩气袋中拿出手套箱，设置封装压力0.5~0.8 MPa，封装机内部真空度为50~90 KPa，抽真空时间为5~15秒，上下热压夹板温度分别为150~180 ℃、140~170 ℃；

步骤7、最后迅速将待封装软包电池整体放入真空热压封装机热压夹板间中装备软包电池，封装完成后拆除透明胶带，置于纯净二氧化碳气氛中，即可得到具有低充电电压的柔性锂-二氧化碳软包电池。