【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柔性纤维电池，具体涉及一种纤维水系锌离子电池及其制备方法。
技术介绍
1、近年来便携式和可穿戴电子设备的兴起有力推动了绿色和高安全柔性储能电源的发展，其中柔性纤维电池因其微型、柔性和可与传统织物编织集成等优势而得到格外关注。传统纤维锂离子电池因有机系电解液的使用存在毒性大和容易燃烧爆炸等安全隐患，以金属锌作为负极的纤维水系锌离子电池因其较低的氧化还原反应电位(-0.76v vsshe)、较高的理论比容量(820mah/g或5855mah/cm3)和突出的本征安全性而被认为是极具潜力的下一代柔性储能器件。目前纤维水系锌离子电池的构建主要通过使用锌金属丝作为负极匹配较低活性材料负载量的纤维正极，然而锌金属丝同时作为纤维集流体和负极活性材料也带来了一系列问题：一方面锌金属丝的使用降低了纤维电池的柔性，在电池经受反复弯折和循环充放电过程中锌金属丝容易因疲劳断裂从而导致电池的性能衰减甚至失效；另一方面锌金属丝负极会导致较高的负/正极容量比(n/p比)进而降低纤维全电池整个器件的能量密度。
2、相较于传统锌金属丝的一体化的...
【技术保护点】
1.一种基于凝胶锌粉负极的纤维水系锌离子电池，其特征在于，以镍、铜丝分别作为纤维电池的正、负极集流体，在所述集流体上涂覆锌粉浆料并原位聚合凝胶锌粉电极作为纤维负极，在所述集流体上涂覆二氧化锰浆料作为纤维正极；在纤维二氧化锰正极表面包绕纤维素隔膜并与纤维凝胶锌粉负极加捻制备得到缠绕结构纤维水系锌离子电池；一体化的有机凝胶锌粉负极与水系电解液间通过相分离形成两相界面，避免锌粉在水系电解液中因本征热力学不稳定性而导致的析氢、腐蚀等副反应的发生，从而有效提升纤维水系锌离子电池负极的稳定性。
2.一种基于凝胶锌粉负极的纤维水系锌离子电池的制备方法，其特征在于，具体步
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【技术特征摘要】
1.一种基于凝胶锌粉负极的纤维水系锌离子电池，其特征在于，以镍、铜丝分别作为纤维电池的正、负极集流体，在所述集流体上涂覆锌粉浆料并原位聚合凝胶锌粉电极作为纤维负极，在所述集流体上涂覆二氧化锰浆料作为纤维正极；在纤维二氧化锰正极表面包绕纤维素隔膜并与纤维凝胶锌粉负极加捻制备得到缠绕结构纤维水系锌离子电池；一体化的有机凝胶锌粉负极与水系电解液间通过相分离形成两相界面，避免锌粉在水系电解液中因本征热力学不稳定性而导致的析氢、腐蚀等副反应的发生，从而有效提升纤维水系锌离子电池负极的稳定性。
2.一种基于凝胶锌粉负极的纤维水系锌离子电池的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中有机凝胶前驱液的具体制备流程为：首先将1.56-12.5克的双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锌(zn(tfsi)2)电解质盐加到5-10毫升的磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯(tfep)有机溶剂中，置于超声波清洗器中超声50-120分钟直至锌盐完全溶解得到0.5-2摩尔每升的有机电解质溶液；随后向上述溶液中加入1-5克的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(pegdma)单体并磁力搅拌10-30分钟直至溶液均匀透明；然后加入质量分数3wt％-8wt％的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(hmpp)作为紫外光聚合的光引发剂，最后将得到的有机凝胶前驱液用铝箔纸包裹遮光后置于磁力搅拌台上均匀搅拌30-60分钟。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于，步骤(2)中电极浆料的具体制备流程为：制备固含量为40wt％-43wt％的锌粉电极浆料，首先称取固体中质量分数6wt％-10wt％的聚偏氟乙烯(pvdf)粉末加入到5-10毫升的n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶剂中，搅拌5-10小时，使其完全溶解，之后分别称量固体中质量分数70wt％-80wt％的锌粉、8wt％-12wt％的多壁碳纳米管粉末和5wt％-10wt％的锡粉至研钵中，混合研磨20-40分钟，然后加至上述粘结剂溶液中,连续搅拌12-24小时，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王兵杰，李鹏洲，杨哲，李传发，彭慧胜，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：
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