[发明专利]一种高性能锌‑聚苯胺二次电池的制备方法

权利要求书

1.一种高性能锌-聚苯胺二次电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)正极片的制备：

a)将20-55mg/mL的膨胀石墨悬浮液与盐酸肼、乙酸乙酯混合搅拌均匀，并涂覆于聚四氟乙烯膜上，涂覆完毕后在60-70℃下干燥，取出剥离掉聚四氟乙烯膜，并依此用乙醇和蒸馏水洗涤，最后30-40℃下烘干备用，制得石墨纸；

b)将上述制得的石墨纸作为工作电极，并利用三电极体系在硝酸溶液中进行电化学氧化处理，其中铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极，循环伏安法扫描10圈，设定电位区间为1-2V，处理好的石墨纸依次采用无水乙醇和蒸馏水洗涤，烘干备用；

c)将1-3mol/L的樟脑磺酸和苯胺混合搅拌均匀，制得混合液，并将上述制得的处理后的石墨纸浸入到混合液中，并加入壳聚糖和硅烷偶联剂，继续搅拌均匀，运用恒电流阳极氧化法制备聚苯胺，反应结束后用蒸馏水冲洗，并放入干燥箱内干燥，制得正极片；

(2)负极片的制备：

首先制备Zn基ZIF，然后将其置于瓷舟内并放入气氛炉内，在惰性气体保护下对上述制得的Zn基ZIF进行预碳化，最后在惰性气体保护下对Zn基ZIF进行碳化，冷却，得到Zn/C复合材料；将制得的Zn/C复合材料与导电剂、粘结剂、水加入到球磨机中球磨混合制备成浆料，将浆料涂覆于负极集流体上，烘干，轧膜，切片，得到负极片；

(3)电池的组装：

将正极片、隔膜、负极片叠加放入电池壳体中，将极耳和极柱焊接好后，将电池密封并注入电解液，加入玻璃纤维纸封顶。

2.如权利要求1所述的一种高性能锌-聚苯胺二次电池的制备方法，其特征在于：步骤a)中，所述膨胀石墨悬浮液、盐酸肼、乙酸乙酯的体积比为(10-20)：1：(0.01-0.05)。

3.如权利要求1所述的一种高性能锌-聚苯胺二次电池的制备方法，其特征在于：步骤c)中，樟脑磺酸、苯胺、壳聚糖和硅烷偶联剂的摩尔比为1：(0.15-0.25)：(0.01-0.03)：(0.05-0.1)。

4.如权利要求1所述的一种高性能锌-聚苯胺二次电池的制备方法，其特征在于：步骤c)中，所述反应的时间为45-75min，氧化恒电流阳极氧化法制备聚苯胺的电流密度为1-4mA/cm²。

5.如权利要求1所述的一种高性能锌-聚苯胺二次电池的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述预碳化的温度为250-350℃，预碳化的时间为1-6h。

6.如权利要求1所述的一种高性能锌-聚苯胺二次电池的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述碳化的温度为450-850℃，碳化时间1-10h。

7.如权利要求1所述的一种高性能锌-聚苯胺二次电池的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述碳化的具体过程为：预碳化处理后将气氛炉内的温度以2-4℃/min的速率升温至450-850℃，保温1-10h。

8.如权利要求1所述的一种高性能锌-聚苯胺二次电池的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述导电剂为导电石墨、乙炔黑、碳纳米管、天然石墨中的一种或多种混合。

9.如权利要求1所述的一种高性能锌-聚苯胺二次电池的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述粘结剂为羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或多种混合。

10.如权利要求1所述的一种高性能锌-聚苯胺二次电池的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述电解液为氯化铵、氯化锌、磺化木质素组成的水溶液，其中各组分的浓度为：氯化铵(1-4)mol/L、氯化锌(0.8-1.5)mol/L、磺化木质素(0.05-0.09)mol/L。