[发明专利]一种可拉伸的锌空气电池阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种可拉伸的锌空气电池阵列，其特征在于，包括第一硅橡胶膜层、聚合物电解质层和第二硅橡胶膜层，所述聚合物电解质层设置在两层硅橡胶膜层之间；

两层所述硅橡胶膜层中均延长度方向设置多个蛇形纹铜线电路，所述蛇形纹铜线电路包括嵌入硅橡胶膜内的蛇形纹铜线和暴露在硅橡胶膜外的电路接触点，所述蛇形纹铜线的端部连接电路接触点；

两层所述硅橡胶膜层的电路接触点上连接锌箔片和/或改性碳布片；

所述第一硅橡胶膜层上连接的锌箔片和/或改性碳布片与第二硅橡胶膜层上连接的锌箔片和/或改性碳布片的位置相对且被聚合物电解质层隔开。

2.根据权利要求1所述的可拉伸的锌空气电池阵列，其特征在于，所述蛇形纹铜线采用的铜丝直径为0.02-0.5mm，蛇形纹铜线的宽度3-8mm。

3.根据权利要求1所述的可拉伸的锌空气电池阵列，其特征在于，所述改性碳布片的制备方法包括以下步骤：将双功能氧气催化剂材料涂覆或者直接生长在碳布上，裁剪成圆形或方形，即得；

所述双功能氧气催化剂材料选自贵金属及其氧化物材料、钴铁镍氧化物材料、氮掺杂碳材料中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的可拉伸的锌空气电池阵列，其特征在于，所述聚合物电解质膜层的制备方法包括以下步骤：

将聚乙烯醇粉末溶于的水中，85-95℃下搅拌1-5小时形成聚乙烯醇溶液，然后加入氢氧化钾，继续搅拌，然后倒入模具中，并在-15-0℃下冰冻2-10小时，取出，室温解冻即得聚合物电解质膜层。

5.根据权利要求4所述的可拉伸的锌空气电池阵列，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液中，聚乙烯醇的质量分数为5-10％；所述氢氧化钾的加入量为聚乙烯醇溶液质量的5-10％。

6.根据权利要求1所述的可拉伸的锌空气电池阵列，其特征在于，两层所述橡胶膜层上设置多个小孔，所述小孔设置在蛇形纹铜线电路的两侧，且设置在与改性碳布片位置相对应的位置；并延蛇形纹铜线电路的长度方向依次排列；

所述小孔的孔径为0.5-10mm，形状为圆形或方形。

7.根据权利要求1所述的可拉伸的锌空气电池阵列，其特征在于，多个所述蛇形纹铜线电路延硅橡胶膜层的长度方向依次连接，且两层硅橡胶膜层上的蛇形纹铜线电路对称设置在聚合物电解质膜层的两侧；

所述第一硅橡胶膜层上的电路接触点上连接锌箔片形成电池锌负极阵列，第二硅橡胶膜层上的电路接触点上连接改性碳布片形成空气正极阵列。

8.根据权利要求1所述的可拉伸的锌空气电池阵列，其特征在于，多个所述蛇形纹铜线电路延硅橡胶膜层的长度方向间隔设置，且两层硅橡胶膜层上的电路接触点对称设置在聚合物电解质膜层的两侧，两层硅橡胶膜层上的蛇形纹铜线交替设置在聚合物电解质膜层的两侧；

所述设置在两端的蛇形纹铜线电路包括一个蛇形纹铜线和一个电路接触点，且蛇形纹铜线的一端与电路接触点连接，另一端分别与供电负载的正极和负极连接；所述设置在中间的蛇形纹铜线电路包括一个蛇形纹铜线和两个电路接触点，所述蛇形纹铜线的两端分别连接一个电路接触点；

两层所述硅橡胶膜层上的电路接触点上间隔连接锌箔片和改性碳布片，且第一硅橡胶膜层上连接的锌箔片与第二硅橡胶膜层上连接的改性碳布片相对设置在聚合物电解质膜层的两侧、第二硅橡胶膜层上连接的锌箔片与第一硅橡胶膜层上连接的改性碳布片相对设置在聚合物电解质膜层的两侧。

9.一种根据权利要求1所述的可拉伸的锌空气电池阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在硅橡胶膜层中制备蛇形纹铜线电路：将蛇形纹铜线电路置于模具中，倒入硅橡胶，使蛇形纹铜线固定在硅橡胶中、电路接触点暴露在硅橡胶外，20-80℃下静置0.5-2小时，即得嵌有蛇形纹铜线电路的第一硅橡胶膜层和第二硅橡胶膜层；

将锌箔片、改性碳布片分别绑定在第一硅橡胶膜层和第二硅橡胶膜层的各电路接触点上，然后在第一硅橡胶膜层的锌箔片和/或改性碳布片与第二硅橡胶膜层的锌箔片和/或改性碳布片之间放置聚合物电解质层，压紧即得。

10.根据权利要求9所述的可拉伸的锌空气电池阵列的制备方法，其特征在于，所述硅橡胶为按1:1混合的Ecoflex硅橡胶A、B液。