[發(fā)明專利]一種柔性導(dǎo)電MOFs基鋅離子電池及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011002879.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN112117458A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李朝威;仲云雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇兆維塑料科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/60
• 分類號(hào): H01M4/60;H01M4/04;H01M10/38
• 代理公司: 南京勤行知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32397
• 代理人: 陳燁

本發(fā)明涉及二次電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種柔性導(dǎo)電MOFs基鋅離子電池及其制備方法；包括正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜和封裝材料，所述正極包括柔性導(dǎo)電集流體和位于柔性導(dǎo)電集流體上的正極膜，所述正極膜的成分包括錳基導(dǎo)電MOFs、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑；本發(fā)明首次制備了高性能柔性導(dǎo)電MOFs基鋅離子電池，相比傳統(tǒng)的正極材料，導(dǎo)電MOFs由于其制備簡單、比表面積大、導(dǎo)電性好和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是鋅離子電池的理想正極材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二次電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種柔性導(dǎo)電MOFs基鋅離子電池及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，柔性可穿戴設(shè)備如柔性顯示器、柔性傳感器逐漸走進(jìn)了我們的生活，并顯示出巨大的市場(chǎng)。研究為柔性可穿戴設(shè)備供能的柔性電池顯得尤為重要。柔性電池需要同時(shí)滿足柔韌性、高性能的要求。傳統(tǒng)的鋰離子電池因?yàn)槭褂靡兹肌⒂卸镜挠袡C(jī)電解液，不適合用于柔性可穿戴器件的供能器件。

使用水系電解液的鋅離子電池具有高的比容量(820mAh/g)、低成本、安全性高，是柔性可穿戴設(shè)備的理想供能器件。鋅離子電池主要有正極材料、鋅負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)、封裝材料所組成，其中正極材料決定鋅離子電池的電壓、容量、容量等性能。目前所用的正極材料有二氧化錳、二氧化釩、普魯士藍(lán)、有機(jī)化合物等，二氧化錳易溶解，二氧化釩有毒，普魯士藍(lán)容量低，有機(jī)化合物穩(wěn)定性差。

所以開發(fā)一款制備工藝簡單、比表面積大、導(dǎo)電性好的正極材料用來配合鋅離子電池組成柔性導(dǎo)電MOFs基鋅離子電池對(duì)促進(jìn)柔性可穿戴器件的發(fā)展具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種柔性導(dǎo)電MOFs基鋅離子電池，該電池填補(bǔ)了行業(yè)中高性能柔性導(dǎo)電MOFs基鋅離子電池的空白，柔韌性好，電池形狀可控，適合大規(guī)模生產(chǎn)，在柔性可穿戴電子器件中有廣泛的應(yīng)用前景。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種柔性導(dǎo)電MOFs基鋅離子電池，包括正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜和封裝材料，所述正極包括柔性導(dǎo)電集流體和位于柔性導(dǎo)電集流體上的正極膜，所述正極膜的成分包括錳基導(dǎo)電MOFs、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。

進(jìn)一步的，所述錳基導(dǎo)電MOFs、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(70～85):(5～10):(5～10)。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電集流體為碳布、碳納米管纖維、碳纖維、碳納米管薄膜中的一種，

所述導(dǎo)電劑為炭黑、乙炔黑、碳納米管、石墨烯、石墨的一種或幾種，

所述粘結(jié)劑為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯的一種。

進(jìn)一步的，所述負(fù)極材料為片狀、網(wǎng)狀、箔狀、粉狀或線狀的金屬鋅或鋅合金。

進(jìn)一步的，所述電解質(zhì)的溶質(zhì)為可溶性鋅鹽，溶劑為水或者具有離子傳輸特性的凝膠。

進(jìn)一步的，所述可溶性鋅鹽為硝酸鋅、乙酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅、三氟甲烷磺酸鋅、高氯酸鋅中的一種，

所述凝膠為聚乙烯醇、聚丙烯酸、明膠、聚丙烯醇、羧甲基纖維素鈉中的一種。

進(jìn)一步的，所述隔膜為三氧化二鋁、聚乙烯、聚丙烯、玻璃纖維、醋酸乙烯酯中的一種。

進(jìn)一步的，所述封裝材料為聚丙烯、聚乙烯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯中的一種。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是：克服現(xiàn)有技術(shù)中部的不足，提供一種導(dǎo)電MOFs基鋅離子電池的制備方法，該制備方法具有生產(chǎn)成本低，制備簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，在柔性可穿戴電子器件中有廣泛的應(yīng)用前景。

一種柔性導(dǎo)電MOFs基鋅離子電池的制備方法，所述正極材料的制備方法包括以下步驟：