[發明專利]一種多功能鋅離子微型電池及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110181879.4
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112928342B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 王思亮;趙丙田;林洋;任信鋼;曾瑋
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H01M10/36
• 分類號: H01M10/36;H01M10/38
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 孫永剛

1.一種多功能鋅離子微型電池的制備方法，包括以下步驟：（1）MWCNTs-VO₂(B)正極的制備、（2）MXene-TiS₂負極的制備、（3）PAM-ZnSO₄水凝膠電解質的制備、（4）鋅離子微型電池的封裝；

所述步驟（1）是將MWCNTs、SDS和VO₂(B) 加入去離子水中，超聲粉碎后得到均勻的混合溶液；將混合溶液真空過濾，然后用去離子水清洗并干燥后剝離制得MWCNTs-VO₂(B)濾餅，將MWCNTs-VO₂(B)濾餅通過激光雕刻，得到MWCNTs-VO₂(B)正極；所述MWCNTs與SDS質量比為1:5~1:15，MWCNTs與VO₂(B)的質量比為3:1~3:3；超聲粉碎時間為0.5~1 h，超聲粉碎功率為800W~1000W；去離子水清洗次數為3~6次；

所述步驟（2）是將TiS₂和MXene加入去離子水中，超聲后得到均勻的混合液體；將混合液體真空過濾并干燥后剝離制得MXene-TiS₂濾餅，將MXene-TiS₂濾餅通過激光雕刻，得到MXene-TiS₂負極；所述MXene和TiS₂質量比為3:1~3:3；超聲時間為0.5~1 h，超聲功率為400W~550W；

所述步驟（3）是將丙烯酰胺、K₂S₂O₄和N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺加入ZnSO₄溶液中，放入水浴鍋中攪拌；攪拌后的溶液轉移至特定容器中，高溫聚合反應；制得PAM-ZnSO₄水凝膠電解質；所述ZnSO₄溶液濃度在1~3 mol L^-1，丙烯酰胺質量為5~15 g，K₂S₂O₄質量為30~80 mg，N,N’亞甲基雙丙烯酰胺質量為1~5 mg；水浴鍋攪拌時間為1~3 h，攪拌溫度在30~50 ℃；聚合反應溫度為60~90 ℃，聚合反應時間為1~5 h；

所述步驟（4）是將MWCNTs-VO₂(B)正極和MXene-TiS₂負極轉移到柔性基底上，加入PAM-ZnSO₄水凝膠電解質，在形成的水凝膠表面均勻滴涂水性聚氨酯，制得鋅離子微型電池。

2.權利要求1所述制備方法得到的多功能鋅離子微型電池。

3.權利要求2所述多功能鋅離子微型電池在智能可穿戴設備或柔性電子產品中的應用。