[发明专利]一种超柔性硅氧气电池纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种超柔性硅氧气电池纤维的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）制备锂化硅/碳纳米管复合纤维，作为负极；

（2）将锂化硅/碳纳米管复合纤维全部浸入凝胶电解液前驱体溶液中，然后取出；

（3）用紫外光照射浸渍了凝胶电解液前驱体溶液的锂化硅/碳纳米管复合纤维5-20s，使凝胶电解液前驱体固化；

（4）缠绕碳纳米管空气电极：将宽度为0.8-1.5cm宽的碳纳米管薄膜以45-70°的螺旋角缠绕在经步骤（3）处理的凝胶电解液上，控制锂化硅/碳纳米管复合纤维负极与碳纳米管正极的质量比为1.1-1.5:1；

（5）套一层带孔的热缩管作为保护层；

所述锂化硅/碳纳米管复合纤维负极的制备步骤如下：

（1）由可纺碳纳米管阵列连续拉取制备取向碳纳米管薄膜；

（2）硅粉在真空烘箱中70-90℃下烘干过夜，将15-25mg的硅粉分散在15-20mLN，N-二甲基甲酰胺中，充分搅拌得到分散液；

（3）将分散液均匀滴在1-3cm宽的两层碳纳米管薄膜上，将其卷成硅/碳纳米管复合纤维；

（4）在手套箱中将复合纤维与锂片组装成2025纽扣电池，1M的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶于氟代碳酸乙烯酯和四乙二醇二甲醚中，作为电解液，其中，氟代碳酸乙烯酯和四乙二醇二甲醚的体积比为3-3.5:1；组装好后，在电压范围0.01-3V，电流0.05-0.15mA下充放电循环一周；最终，该电池在0.05-0.15mA下放电到0.05V，再在0.02-0.06mA下放电到0.01V；在手套箱中拆卸后用四乙二醇二甲醚润洗，得到锂化硅/碳纳米管纤维负极。

2.如权利要求1所述的超柔性硅氧气电池纤维的制备方法，其特征在于，所述凝胶电解液前驱体的具体制备步骤如下：

（1）将0.05-0.2M的双三氟甲烷磺酰亚胺锂和0.2-1.0M的硝酸锂溶在0.5-3mL的四乙二醇二甲醚中，得到溶液A；

（2）将0.3-1.2g聚偏氟氯乙烯-六氟丙烯溶在2-5gN-甲基吡咯烷酮中，得到溶液B；

（3）将0.01-0.1g2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮加入到1-5g乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中，得到溶液C；

（4）将溶液A、溶液B和溶液C以质量比3.5-5:4.5-6:3混合，充分搅拌，得到凝胶电解液前驱体。

3.由权利要求1或2所述的制备方法制备得到的超柔性硅氧气电池纤维，由锂化硅/碳纳米管复合纤维、高分子凝胶电解液、碳纳米管空气电极以及带孔热缩管保护层以同轴结构形式组成。