[发明专利]可自吸附柔性电池及其制备方法

说明书

本发明提供一种可自吸附柔性电池及其制备方法，将环糊精作为主体接枝到凝胶电解质聚合物单体上形成搭载主体分子的聚合物单体基体；将搭载主体分子的聚合物单体基体与未接枝的凝胶电解质聚合物单体进行原位聚合反应，生成掺入主体分子的凝胶电解质；将金刚烷或者二茂铁作为客体接枝到粘结剂聚合物单体上形成搭载客体分子的聚合物单体基体；将制备好的搭载客体分子的聚合物单体基体与未接枝的粘结剂聚合物单体进行聚合反应，生成掺入客体分子的粘结剂；将掺入客体分子的粘结剂添加到正负极电极中，与掺入主体分子的凝胶电解质进行封装成自吸附三明治柔性电池，对比现有的柔性电池，提高柔性的同时又延长了电池的使用寿命，弥补了现有柔性电池技术的短板。

技术领域

本发明涉及柔性储能电池技术领域，具体涉及一种可自吸附柔性电池及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子技术的快速进步，越来越多的电子设备正在向着轻薄化、柔性化和可穿戴的方向发展，新一代的电子设备将是可折叠、可弯曲的柔性电子设备。柔性电子设备的发展核心是与之相适应的轻薄且柔性的电化学储能器件。目前，锂电已成为生活中应用最具有代表性的储能器件，它的柔性化吸引着众多科研机构和电子设备公司的目光。锂电的可柔性化成为如今发展柔性电子设备的最大挑战。

传统的锂离子电池、超级电容器等产品是刚性的，在弯曲、折叠时，容易造成电极材料和集流体分离，影响电化学性能，甚至导致短路，发生严重的安全问题。锂离子电池能量密度高，具有良好的循环性能，稳定性好，是发展柔性储能器件最理想的候选。在制备锂离子电池时，需要从其基本结构入手，柔性电极的设计和制备已成为核心问题。

对比柔性储能器件，可伸缩性储能器件对结构和材料设计有更高的要求，生产周期较长，难以大批量工业化生产，产业化应用受到限制。本发明介绍的柔性电极设计通过在凝胶电解质和粘结剂掺入主客体分子，通过主客体分子间的包合作用，大大增强电池的柔性能力，其包和过程主要是物理过程，对电池的性能影响小，生产工艺和条件容易满足，是实现新型柔性电子设备产业化的最具潜力的技术。柔性电子设备在使用过程中，经常处于伸缩状态，本文发明的柔性电池技术大大的提高了电池的韧性，使电池在运动过程通过吸附作用，保证了电子设备的正常运行。

柔性电极关键技术的突破，对于柔性电池应用到柔性电子器件中，并实现产业化起着至关重要的作用。近年，实现柔性储能器件主要是从新结构的设计和柔性材料的两个方向进行探索，另外对于柔性储能设备的探索还有很多不可忽视的因素，例如低成本、可规模化的工业生产技术，提高柔性装置的循环稳定性等，为了弥补现有技术的空白，本发明提供了一种可自吸附柔性电池的制备方法。

发明内容

针对目前柔性电池存在的一些问题，本发明的目的在于提供一种可自吸附柔性电池及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

1、一种可自吸附柔性电池的制备方法，包括以下步骤：

(1)将环糊精作为主体在引发剂作用下接枝到凝胶电解质聚合物单体上形成搭载主体分子的聚合物单体基体；

(2)将制备好的搭载主体分子的聚合物单体基体与未接枝的凝胶电解质聚合物单体进行原位聚合反应，生成掺入主体分子的凝胶电解质；

(3)将金刚烷或二茂铁作为客体在引发剂作用下接枝到粘结剂聚合物单体上形成搭载客体分子的聚合物单体基体；

(4)将制备好的搭载客体分子的聚合物单体基体与未接枝的粘结剂聚合物单体进行聚合反应，生成掺入客体分子的粘结剂；

(5)将掺入客体分子的粘结剂添加到正负极电极中，然后与掺入主体分子的凝胶电解质进行封装成自吸附三明治柔性电池。

作为优选方式，步骤(1)凝胶电解质聚合物单体与主体在进行接枝反应时的质量比为1:(0.1-5)；并且/或者步骤(3)粘结剂聚合物单体与客体在进行接枝反应时的质量比为1:(0.1-5)。