[發(fā)明專利]一種安全可充電鉀聚苯胺電池及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011125062.7
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112259912A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓家軍;徐鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 威海天鯤新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M50/44
• 分類號: H01M50/44;H01M50/454;H01M50/451;H01M50/431;H01M4/134;H01M4/137;H01M10/0565;H01M10/0566;H01M10/054;H01M10/058
• 代理公司: 青島致嘉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37236
• 代理人: 馬明月

1.一種安全可充電鉀聚苯胺電池，其包括電池正極、電池負(fù)極、隔膜和電解質(zhì)，其特征在于，所述電池正極為鉀聚苯胺正極，所述電池負(fù)極為鉀金屬負(fù)極，所述電解液為有機(jī)液體電解質(zhì)六氟磷酸鉀鹽溶液，所述電解質(zhì)為交聯(lián)聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物凝膠構(gòu)成的聚合物-凝膠電解質(zhì)；

所述隔膜采用雙層隔膜，其中緊貼著所述鉀金屬負(fù)極的是玻璃纖維隔膜，玻璃纖維隔膜與鉀金屬負(fù)極之間填充有所述交聯(lián)聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物凝膠電解質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全可充電鉀聚苯胺電池，其特征在于，緊貼在所述鉀聚苯胺正極表面的是聚乙烯微孔隔膜；所述玻璃纖維隔膜的厚度為0.02-0.3mm，聚乙烯微孔隔膜厚度為0.01-0.03mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種安全可充電鉀聚苯胺電池，其特征在于，所述聚苯胺是由化學(xué)氧化聚合法制備獲得的長度為幾微米、直徑約為80nm的納米纖維組成的聚苯胺；再經(jīng)過氨水脫摻雜后，洗滌至不含銨根離子，再浸入六氟磷酸鉀溶液中進(jìn)行摻雜，洗滌，常溫下真空干燥后，得到鉀聚苯胺材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種安全可充電鉀聚苯胺電池，其特征在于，所述鉀聚苯胺正極材料的制備工藝如下：將摻雜六氟磷酸鉀溶液的聚苯胺粉末填充在凹模的底部，然后凸模下行，進(jìn)行預(yù)壓，然后凸模上行，在凹模中加入膨脹石墨粉，凸模再次下行，將膨脹石墨粉和聚苯胺粉末一起壓制成型，得到鉀聚苯胺正極。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種安全可充電鉀聚苯胺電池，其特征在于，所述鉀金屬負(fù)極的制備工藝如下：通過抽濾方式制備了同時存在鈦缺陷和富含氮的MXene納米片DN-MXene與碳納米管的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)電極，并將鉀金屬熔融進(jìn)網(wǎng)絡(luò)骨架中，得到鉀金屬負(fù)極材料K@DN-MXene/CNT；再用聚合物-凝膠電解質(zhì)潤濕所述鉀金屬負(fù)極材料后，制得鉀金屬負(fù)極。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種安全可充電鉀聚苯胺電池，其特征在于，所述電解液的配制工藝如下：在真空手套箱中，氬氣保護(hù)下，將碳酸丙烯酯，碳酸乙烯酯和二甲基甲酰胺混合攪拌均勻，依次加入六氟磷酸鉀、苯甲醚和甲基磷酸二甲酯，攪拌至澄清，即得電解液。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任何一項(xiàng)所述的安全可充電鉀聚苯胺電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將制得的鉀聚苯胺正極，鉀金屬負(fù)極、隔膜和電解液，按照所需重量和數(shù)量搭配好后，送入真空手套箱，按照鉀聚苯胺正極，聚乙烯微孔隔膜，玻璃纖維隔膜，通過交聯(lián)聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物凝膠潤濕包裹的鉀金屬負(fù)極依次疊好，然后壓制后，將上述電芯裝入金屬盒中，添加電解液后密封即可。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種安全可充電鉀聚苯胺電池的制備方法，其特征在于，所述電池的組裝的正負(fù)極搭配方式為一正一負(fù)，或者兩正一負(fù)的搭配方式。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種安全可充電鉀聚苯胺電池的制備方法，其特征在于，所述金屬盒的材質(zhì)為鋁、鋁合金、鋼鐵、鎳、銅其中任何一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種安全可充電鉀聚苯胺電池的制備方法，其特征在于，所述金屬盒中，與電芯正極相接觸的金屬片和負(fù)極相接觸的金屬片不是直接相連的，而是中間通過塑料來連接。