CN112186205A - 一种高度回弹的柔性锌空气电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高度回弹的柔性锌空气电池制作方法，包括以下步骤：制备柔性基底，生长钯颗粒，化学镀铜，电镀锌、镍，制备空气极催化剂，配置胶体电解液，组装柔性锌空气电池。与现有技术相比，本发明公布的柔性锌空气电池，可进行180°的弯曲和扭曲，且在经过大幅度变形后，仍能回复原样且依然具有良好的电池性能。

Description

一种高度回弹的柔性锌空气电池
技术领域
本发明设计一种高度回弹的柔性锌空气电池的制作方法，属于柔性电池领域。
背景技术
随着电子技术与产业的不断发展，科幻电影中的“腕戴手机”已不再是科幻。早在2012年，柔性电子设备相关研发就被提上了议程，对柔性电子器件(包括柔性显示、柔性储能器件、柔性线路板等)提出了越来越高的要求，要求器件具有柔软、可变形、质轻、便携、可大面积应用等特性。
柔性储能器件即柔性电池，是柔性电子设备的重要研究方向之一。对于柔性电子器件来说，其要求的电池不仅要具有相当的容量，同时还要具有配套的柔性，甚至是具有可拉伸、扭曲以及其它复合用途等更多丰富功能。由于传统电极是只能进行简单弯曲、无法回弹的刚性结构，无法满足柔性电子设备对于柔性储能器件的要求，因此，制备具有良好机械性能的柔性电极是柔性电子器件的基础。
本研究发明了一种电镀制备海绵基柔性电极的方法，利用化学镀使柔性基底表面导电，再在柔性基底表面电镀活性材料制得柔性锌空气电极，并在柔性锌空气电极上原位交联胶体电解质，组装三明治结构的柔性锌空气电池。通过简单测试，制备的柔性锌空气电池可进行180°的弯曲和扭曲，且在经过大幅度变形后，仍能回复原样且依然具有良好的电池性能。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高度回弹的柔性锌空气电池的制作方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种高度回弹的柔性锌空气电池的制作方法，包括如下步骤：
步骤一，制备柔性基底：
将ecoflex胶A、B液以1：1混合，搅拌均匀，倒入玻璃皿中，待胶水混合液在重力作用下分散均匀，剪下三块PUS布料，逐层铺在胶水表面，在空气中静置1h等待胶水凝固，将其取出，裁剪成为需要的形状。
步骤二，生长钯颗粒：
先用酒精浸润柔性基底，再用纯水清洗，倒入氯化亚锡溶液浸没PUS布料，放入真空干燥箱中抽3次真空，确保氯化亚锡完全浸润PUS布料，取出玻璃皿，倒掉其中的氯化亚锡，放回真空干燥箱中，往PUS布料表面滴加氯化钯溶液，观察到布料表面生成了棕色钯颗粒后，抽三次真空，使氯化钯浸润到布料内部，在内部生成钯颗粒，然后50℃烘干。
步骤三，化学镀铜：
配置镀铜液，倒入玻璃皿中浸摸PUS布料，抽真空以40℃化学镀。4h以后取出玻璃皿，倒掉其中的镀铜液，取出镀好铜的柔性基底，测量其导电性。
步骤四，电镀锌、镍：
配置250g/L的ZnSO4·7H2O、30g/L的Na2SO4、5g/L的Al2(SO4)3作为电镀锌溶液，再配置300g/L的Ni2SO4·6H2O、10g/L的NiCl、35g/L的H3BO3共300mL作为电镀镍溶液，将柔性基底放入电镀溶液中，以锌和铂为对电极以1mA/cm2的电流密度电镀1h，获得表面镀锌、镍的柔性基底。
步骤五，制备空气极催化剂：
对于每100cm2柔性基底，配置50微升nafion、950微升异丙醇、3mg氧化钴、7mg碳黑，超声分散，然后滴加到镀镍表面，以80℃烘干。
步骤六，配置胶体电解液：
将25mg的MBA溶解在5.5g丙烯酸中作为胶体电解质A液，同时配置25mL8.4mol/L氢氧化钾溶液，称量0.1g过硫酸钾溶于氢氧化钾溶液中作为胶体电解质B液。
步骤七，组装柔性锌空气电池：
将柔性电解质A、B液混合，搅拌后快速倒在镀锌表面，再将镀镍空气极盖在表面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种高度回弹的柔性锌空气电池的制作方法，其步骤如下：
将ecoflex胶A、B液以1：1混合，搅拌均匀，倒入玻璃皿中，待胶水混合液在重力作用下分散均匀，剪下三块PUS布料，逐层铺在胶水表面，在空气中静置1h等待胶水凝固，将其取出，裁剪成为10cm*10cm的正方形。
先用酒精浸润柔性基底，再用纯水清洗，倒入氯化亚锡溶液浸没PUS布料，放入真空干燥箱中抽3次真空，确保氯化亚锡完全浸润PUS布料，取出玻璃皿，倒掉其中的氯化亚锡，放回真空干燥箱中，往PUS布料表面滴加氯化钯溶液，观察到布料表面生成了棕色钯颗粒后，抽三次真空，使氯化钯浸润到布料内部，在内部生成钯颗粒，然后50℃烘干。
配置镀铜液，倒入玻璃皿中浸摸PUS布料，抽真空以40℃化学镀。4h以后取出玻璃皿，倒掉其中的镀铜液，取出镀好铜的柔性基底，测量其导电性。
配置400mL 250g/L的ZnSO4·7H2O、30g/L的Na2SO4、5g/L的Al2(SO4)3作为电镀锌溶液，再配置300mL 300g/L的Ni2SO4·6H2O、10g/L的NiCl、35g/L的H3BO3共300mL作为电镀镍溶液，将柔性基底放入电镀溶液中，以锌和铂为对电极100mA电镀1h，获得表面镀锌、镍的柔性基底。
对于每100cm2柔性基底，配置50微升nafion、950微升异丙醇、3mg氧化钴、7mg碳黑，超声分散，然后滴加到镀镍表面，以80℃烘干。
将25mg的MBA溶解在5.5g丙烯酸中作为胶体电解质A液，同时配置25mL8.4mol/L氢氧化钾溶液，称量0.1g过硫酸钾溶于氢氧化钾溶液中作为胶体电解质B液。
将柔性电解质A、B液混合，搅拌后快速倒在镀锌表面，再将镀镍空气极盖在表面，待凝固后，分别进行180°的弯曲和扭曲，测量电压为1.23V，放电容量为50mAh。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高度回弹的柔性锌空气电池制作方法，其特征在于，包括如下步骤：制备柔性基底，生长钯颗粒，化学镀铜，电镀锌、镍，制备空气极催化剂，配置胶体电解液，组装柔性锌空气电池。
2.根据权利要求1所述的制备柔性基底，其特征在于，以两片表面粘贴PUS薄膜的ecoflex胶作为柔性电池的基底，包括以下步骤：将ecoflex胶A、B液以1：1混合，搅拌均匀，倒入玻璃皿中，待胶水混合液在重力作用下分散均匀，剪下三块PUS布料，逐层铺在胶水表面，在空气中静置1h等待胶水凝固，将其取出，裁剪成为需要的形状。
3.根据权利要求1所述的生长钯颗粒，其特征在于，包括以下步骤：先用酒精浸润柔性基底，再用纯水清洗，倒入氯化亚锡溶液浸没PUS布料，放入真空干燥箱中抽3次真空，确保氯化亚锡完全浸润PUS布料，取出玻璃皿，倒掉其中的氯化亚锡，放回真空干燥箱中，往PUS布料表面滴加氯化钯溶液，观察到布料表面生成了棕色钯颗粒后，抽三次真空，使氯化钯浸润到布料内部，在内部生成钯颗粒，然后50℃烘干。
4.根据权利要求1所述的化学镀铜，其特征在于，包括以下步骤：配置镀铜液，倒入玻璃皿中浸摸PUS布料，抽真空以40℃化学镀；4h以后取出玻璃皿，倒掉其中的镀铜液，取出镀好铜的柔性基底，测量其导电性。
5.根据权利要求1所述的电镀锌、镍，其特征在于，包括以下步骤：配置250g/L的ZnSO4·7H2O、30g/L的Na2SO4、5g/L的Al2(SO4)3作为电镀锌溶液，再配置300g/L的Ni2SO4·6H2O、10g/L的NiCl、35g/L的H3BO3共300mL作为电镀镍溶液，将柔性基底放入电镀溶液中，以锌和铂为对电极以1mA/cm2的电流密度电镀1h，获得表面镀锌、镍的柔性基底。
6.根据权利要求1所述的制备空气极催化剂，其特征在于，包括以下步骤：对于每100cm2柔性基底，配置50微升nafion、950微升异丙醇、3mg氧化钴、7mg碳黑，超声分散，然后滴加到镀镍表面，以80℃烘干。
7.根据权利要求1所述的配置胶体电解液，其特征在于，包括以下步骤：将25mg的MBA溶解在5.5g丙烯酸中作为胶体电解质A液，同时配置25mL 8.4mol/L氢氧化钾溶液，称量0.1g过硫酸钾溶于氢氧化钾溶液中作为胶体电解质B液。
8.根据权利要求1所述的组装柔性锌空气电池，其特征在于，包括以下步骤：将柔性电解质A、B液混合，搅拌后快速倒在镀锌表面，再将镀镍空气极盖在表面。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106935806A (zh) * 2017-04-11 2017-07-07 天津大学 柔性锌空电池的锌阳极材料的制备方法及锌空电池的制备
CN107317041A (zh) * 2017-07-12 2017-11-03 中国石油大学(北京) 一种用于金属空气电池阴极的催化剂层以及金属空气电池
EP3331073A1 (de) * 2016-12-02 2018-06-06 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Sekundärzelle, akkumulator umfassend eine oder mehrere sekundärzellen und verfahren zum laden und entladen
CN110943267A (zh) * 2018-09-21 2020-03-31 福建省建瓯第一中学 一种废旧布料作为基体的柔性锌空电池的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3331073A1 (de) * 2016-12-02 2018-06-06 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Sekundärzelle, akkumulator umfassend eine oder mehrere sekundärzellen und verfahren zum laden und entladen
CN106935806A (zh) * 2017-04-11 2017-07-07 天津大学 柔性锌空电池的锌阳极材料的制备方法及锌空电池的制备
CN107317041A (zh) * 2017-07-12 2017-11-03 中国石油大学(北京) 一种用于金属空气电池阴极的催化剂层以及金属空气电池
CN110943267A (zh) * 2018-09-21 2020-03-31 福建省建瓯第一中学 一种废旧布料作为基体的柔性锌空电池的制备方法

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