[发明专利]一种可弯曲拉伸的可充电线状锌空气电池及其制备方法

权利要求书

1.一种可弯曲拉伸的可充电线状锌空气电池，其特征在于：其结构组成为：由锌弹簧作为电池负极，在锌弹簧上包裹PVA/PEO/KOH水凝胶作为电解液，沾涂RuO₂水合物作为析氧反应催化层，最外层包覆交错的取向CNT膜作为电池正极空气电极。

2.一种可弯曲拉伸的可充电线状锌空气电池的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）首先，将PVA/PEO/KOH水凝胶电解液均匀包裹锌弹簧，放入冰箱冰冻交联成固态；

（2）然后，将得到的弹簧沾涂RuO₂水合物乙醇悬浮液，在凝胶表面形成析氧反应催化层；

（3）最后，将交错铺盖在聚四氟乙烯板上的取向CNT膜包裹在最外层，即得到线状锌空气电池。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述PVA/PEO/KOH水凝胶由PVA、PEO、KOH组成，其制备过程为：将PVA与PEO按比例PVA:PEO=(1-20):1在60-100℃油浴溶解于去离子水中，持续搅拌2-4h，随后加入浓度为10 M-20 M的KOH水溶液，60-100℃油浴继续搅拌0.5-1h，冷却后得到PVA/PEO/KOH水凝胶电解液，其各组分质量分数分别为PVA:1%-20%，PEO:0.1%-5%，KOH:1%-20%。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述冰冻交联成固态的过程为：PVA/PEO/KOH水凝胶电解液包裹锌弹簧后，放入-10-30℃环境中冰冻1-8h，然后室温解冻，重复此冰冻解冻过程1-5次进行物理交联；最后放入0-10℃环境中1-10h进一步增强物理交联。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述RuO₂水合物乙醇悬浮液由立方晶形RuO₂水合物分散在乙醇中得到，浓度为1-10 mg/mL。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述线状锌空气电池由如下过程得到：首先把CNT阵列粘在玻璃片上，然后用刀片从阵列边缘拉出连续的CNT膜拉在聚四氟乙烯板上；将CNT膜逐层以0°-90°的夹角交错平铺于矩形聚四氟乙烯板上，得到多孔交错的取向CNT膜空气电极；单层CNT膜的面密度为1-5 μg/cm²。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述CNT阵列由化学气相沉积法制备得到，CNT阵列高度为200-300μm；CNT取向排列， CNT为多壁结构，管径为10-20 nm。