[发明专利]一种柔性钠空气纤维电池及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性钠空气纤维电池，其特征在于，由内到外依次包括：钠负极、碳纳米管薄膜保护层、凝胶电解质、碳纳米管空气电极、石蜡膜、热缩管保护层；所述钠负极、碳纳米管薄膜保护层、凝胶电解质、碳纳米管空气电极、石蜡膜、热缩管以同轴结构组成。

2.如权利要求1所述的柔性钠空气纤维电池，其特征在于，所述碳纳米管薄膜保护层通过浮动化学气相沉积法制备得到。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的柔性钠空气纤维电池的制备方法，其特征在于，步骤包括：

(1)将镍丝穿过钠金属，得到钠负极，在钠金属表面包裹碳纳米管薄膜保护层，得到钠/碳纳米管负极；

(2)将包裹碳纳米管薄膜保护层的钠负极浸入到凝胶电解液前驱体溶液中，然后取出，紫外光照；

(3)重复步骤(2)若干次，得到包有凝胶电解质的钠/碳纳米管负极；

(4)将包有凝胶电解质的钠/碳纳米管负极缠绕碳纳米管空气电极，得到钠空气纤维电池；

(5)在钠空气纤维电池表面依次包裹石蜡膜、热缩管。

4.如权利要求3所述的柔性钠空气纤维电池的制备方法，其特征在于，所述镍丝横截直径为0.1-5mm。

5.如权利要求3所述的柔性钠空气纤维电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的紫外光照时间为10-60秒。

6.如权利要求3所述的柔性钠空气纤维电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述凝胶电解液前驱体溶液的制备步骤至少包括：

步骤S1:将聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)加入到N-甲基吡咯烷酮中，两者的质量比为(0.1-1):1，充分搅拌得到溶液A；

步骤S2:将钠盐加入到有机溶剂中，两者的质量比为(0.1-1):1，充分搅拌得到溶液B；

步骤S3:将2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮加入到乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中，两者的质量比为(0.001-0.01):1，充分搅拌得到溶液C；

步骤S4:将溶液A、溶液B和溶液C以质量比(0.5-1.5):(1-2):1的比例混合，充分搅拌得到电解液前驱体。

7.如权利要求6所述的柔性钠空气纤维电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中钠盐包括六氟磷酸钠、高氯酸钠、三氟甲基磺酸钠中的至少一种；所述的有机溶剂包括二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的至少一种。

8.如权利要求3所述的柔性钠空气纤维电池的制备方法，其特征在于，所述热缩管为带孔的热缩管。

9.如权利要求3所述的柔性钠空气纤维电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中重复步骤(2)的次数为2-5次。

10.如权利要求3所述的柔性钠空气纤维电池的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的碳纳米管空气电极制备步骤至少包括：

1)通过电子束蒸发镀膜仪在硅片上沉积一层Al₂O₃/Fe催化剂；

2)通过化学气相沉积法，在镀有催化剂的硅片上生成纳米管阵列。