一种柔性透明可拉伸锌负极及其制备方法技术

本方法公开了一种柔性透明可拉伸锌负极的制备方法，首先在聚合物基底表面沉积复合金属薄膜，然后通过光刻、显影在金属导电薄膜表面构建周期性导电沟槽，之后通过电化学沉积将锌金属选择性地沉积在导电沟槽中形成网栅结构，通过在锌金属网栅表面涂覆耐有机溶剂高分子化合物材料并固化，之后通过两次非机械剥离得到柔性透明可拉伸锌负极。基于所述沉积复合金属薄膜、制备图案化沟槽，沉积锌金属网栅、涂覆柔性透明衬底材料、溶解聚合物基底一次非机械剥离，刻蚀液刻蚀复合金属薄膜二次非机械剥离，实现柔性透明可拉伸锌负极的制备。所得到的锌负极功能丰富，具有高柔性、高透光率、可拉伸性，可应用于多种锌电池及储能器件。

【技术实现步骤摘要】

本方法属于微纳加工，柔性锌电池领域，涉及一种柔性透明可拉伸锌负极的制备方法。

技术介绍

1、相较于传统的刚性电池，柔性电池凭借其可弯曲、扭曲和可拉伸特性，非常适用于可穿戴设备、可弯曲显示器、柔性传感器等诸多领域，具有广泛的应用前景。目前柔性电子器件主要由柔性锂电池驱动，然而由于锂资源匮乏、制作成本高、存在安全隐患等不利因素，柔性锂电池的大规模应用仍受限制。

2、柔性锌电池的锌负极具有高理论容量(825mah g-1)、且易组装、绿色环保、安全性好，被视为柔性锂电池的理想替代品。然而现如今对柔性透明可拉伸锌电池锌负极的加工策略方法的研究较少。相关研究者采用柔性锌丝作为负极，或在柔性衬底上电沉积锌金属或浸渍锌粉从而得到柔性负极，然而金属锌本身较脆，不具备可拉伸性，而将电极活性物质沉积或直接生长在柔性集流体表面这种方法对衬底的利用率低，不利于大面积商业化应用。通过微结构设计将刚性材料转化为透明、柔性材料被视为锌电池负极柔性化、透明化的一种有效策略，如采用金属纳米线和金属网栅结构。金属纳米线得益于其良好的导电性及透光性获得了广泛研究，研究人员主要通过在本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种柔性透明可拉伸锌负极的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的柔性透明可拉伸锌负极的制备方法，其特征在于，步骤S1中的有机聚合物基底清洗的方法为：分别使用酒精与去离子水超声清洗，之后放置于鼓风干燥机中干燥。

3.根据权利要求1所述的柔性透明可拉伸锌负极的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述多功能复合金属薄膜由两层构成，第一层为增强有机聚合物基底与同质种子层之间的粘附性的金属层，第二层为电化学沉积所需种子层和导电层。

4.根据权利要求1所述的柔性透明可拉伸锌负极的制备方法，其特征在于，步骤S2中，首先在多功能复合金...

【技术特征摘要】

1.一种柔性透明可拉伸锌负极的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的柔性透明可拉伸锌负极的制备方法，其特征在于，步骤s1中的有机聚合物基底清洗的方法为：分别使用酒精与去离子水超声清洗，之后放置于鼓风干燥机中干燥。

3.根据权利要求1所述的柔性透明可拉伸锌负极的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述多功能复合金属薄膜由两层构成，第一层为增强有机聚合物基底与同质种子层之间的粘附性的金属层，第二层为电化学沉积所需种子层和导电层。

4.根据权利要求1所述的柔性透明可拉伸锌负极的制备方法，其特征在于，步骤s2中，首先在多功能复合金属薄膜的表面利用光刻图案化技术构建光刻胶绝缘的沟槽结构，然后在沟槽结构中沉积金属形成透明可拉伸金属网栅。

5.根据权利要求1所述的柔性透明可拉伸锌负极的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述金属网栅的透明可拉伸性能通过特定结构实现，所述特定结构为具有可拉伸性的周期性图案，包括蛇形、正弦波形和之字形；透明可拉伸网栅结构材料为金属锌；通过调整光刻掩膜版图形结构调整所述透明可拉伸金属网栅结构、周期及线宽；通过调整光刻工艺参数调整所述透明可拉伸金属网栅高度。

6.根据权利要求1所述的柔性透明可拉伸锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冠华，杨玉超，魏东海，段辉高，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：