[發(fā)明專利]可自吸附柔性電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810027793.4
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN108242555B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳孟強(qiáng);陳治;李文磊;郭豪;單雙;徐自強(qiáng);陳誠
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/04
• 分類號(hào): H01M10/04;C08F285/00;C08F220/14;C08F220/44;C08F214/08;C08F216/38;C08F216/06;C08F214/26;C08F214/28
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

本發(fā)明提供一種可自吸附柔性電池及其制備方法，將環(huán)糊精作為主體接枝到凝膠電解質(zhì)聚合物單體上形成搭載主體分子的聚合物單體基體；將搭載主體分子的聚合物單體基體與未接枝的凝膠電解質(zhì)聚合物單體進(jìn)行原位聚合反應(yīng)，生成摻入主體分子的凝膠電解質(zhì)；將金剛烷或者二茂鐵作為客體接枝到粘結(jié)劑聚合物單體上形成搭載客體分子的聚合物單體基體；將制備好的搭載客體分子的聚合物單體基體與未接枝的粘結(jié)劑聚合物單體進(jìn)行聚合反應(yīng)，生成摻入客體分子的粘結(jié)劑；將摻入客體分子的粘結(jié)劑添加到正負(fù)極電極中，與摻入主體分子的凝膠電解質(zhì)進(jìn)行封裝成自吸附三明治柔性電池，對比現(xiàn)有的柔性電池，提高柔性的同時(shí)又延長了電池的使用壽命，彌補(bǔ)了現(xiàn)有柔性電池技術(shù)的短板。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性儲(chǔ)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可自吸附柔性電池及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著電子技術(shù)的快速進(jìn)步，越來越多的電子設(shè)備正在向著輕薄化、柔性化和可穿戴的方向發(fā)展，新一代的電子設(shè)備將是可折疊、可彎曲的柔性電子設(shè)備。柔性電子設(shè)備的發(fā)展核心是與之相適應(yīng)的輕薄且柔性的電化學(xué)儲(chǔ)能器件。目前，鋰電已成為生活中應(yīng)用最具有代表性的儲(chǔ)能器件，它的柔性化吸引著眾多科研機(jī)構(gòu)和電子設(shè)備公司的目光。鋰電的可柔性化成為如今發(fā)展柔性電子設(shè)備的最大挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的鋰離子電池、超級(jí)電容器等產(chǎn)品是剛性的，在彎曲、折疊時(shí)，容易造成電極材料和集流體分離，影響電化學(xué)性能，甚至導(dǎo)致短路，發(fā)生嚴(yán)重的安全問題。鋰離子電池能量密度高，具有良好的循環(huán)性能，穩(wěn)定性好，是發(fā)展柔性儲(chǔ)能器件最理想的候選。在制備鋰離子電池時(shí)，需要從其基本結(jié)構(gòu)入手，柔性電極的設(shè)計(jì)和制備已成為核心問題。

對比柔性儲(chǔ)能器件，可伸縮性儲(chǔ)能器件對結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計(jì)有更高的要求，生產(chǎn)周期較長，難以大批量工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用受到限制。本發(fā)明介紹的柔性電極設(shè)計(jì)通過在凝膠電解質(zhì)和粘結(jié)劑摻入主客體分子，通過主客體分子間的包合作用，大大增強(qiáng)電池的柔性能力，其包和過程主要是物理過程，對電池的性能影響小，生產(chǎn)工藝和條件容易滿足，是實(shí)現(xiàn)新型柔性電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)化的最具潛力的技術(shù)。柔性電子設(shè)備在使用過程中，經(jīng)常處于伸縮狀態(tài)，本文發(fā)明的柔性電池技術(shù)大大的提高了電池的韌性，使電池在運(yùn)動(dòng)過程通過吸附作用，保證了電子設(shè)備的正常運(yùn)行。

柔性電極關(guān)鍵技術(shù)的突破，對于柔性電池應(yīng)用到柔性電子器件中，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化起著至關(guān)重要的作用。近年，實(shí)現(xiàn)柔性儲(chǔ)能器件主要是從新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和柔性材料的兩個(gè)方向進(jìn)行探索，另外對于柔性儲(chǔ)能設(shè)備的探索還有很多不可忽視的因素，例如低成本、可規(guī)模化的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，提高柔性裝置的循環(huán)穩(wěn)定性等，為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的空白，本發(fā)明提供了一種可自吸附柔性電池的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前柔性電池存在的一些問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可自吸附柔性電池及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

1、一種可自吸附柔性電池的制備方法，包括以下步驟：

(1)將環(huán)糊精作為主體在引發(fā)劑作用下接枝到凝膠電解質(zhì)聚合物單體上形成搭載主體分子的聚合物單體基體；

(2)將制備好的搭載主體分子的聚合物單體基體與未接枝的凝膠電解質(zhì)聚合物單體進(jìn)行原位聚合反應(yīng)，生成摻入主體分子的凝膠電解質(zhì)；

(3)將金剛烷或二茂鐵作為客體在引發(fā)劑作用下接枝到粘結(jié)劑聚合物單體上形成搭載客體分子的聚合物單體基體；

(4)將制備好的搭載客體分子的聚合物單體基體與未接枝的粘結(jié)劑聚合物單體進(jìn)行聚合反應(yīng)，生成摻入客體分子的粘結(jié)劑；

(5)將摻入客體分子的粘結(jié)劑添加到正負(fù)極電極中，然后與摻入主體分子的凝膠電解質(zhì)進(jìn)行封裝成自吸附三明治柔性電池。

作為優(yōu)選方式，步驟(1)凝膠電解質(zhì)聚合物單體與主體在進(jìn)行接枝反應(yīng)時(shí)的質(zhì)量比為1:(0.1-5)；并且/或者步驟(3)粘結(jié)劑聚合物單體與客體在進(jìn)行接枝反應(yīng)時(shí)的質(zhì)量比為1:(0.1-5)。