[发明专利]一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法

权利要求书

1.一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述方法为：

步骤一：将多股金属丝加捻得到金属加捻丝；

步骤二：将金属加捻丝与聚合物纤维线编织得到复合绳作为负极集流体；将金属加捻丝与聚合物纤维线在弹性体表面编织得到弹性复合绳作为正极集流体；

步骤三：负极集流体负载负极浆料干燥得到复合绳-负极材料组合体；

步骤四：正极集流体负载正极浆料干燥得到弹性复合绳-正极材料组合体，装入模具表面注入水凝胶预聚液引发聚合得到弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体；

步骤五：将弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体预伸长后在外编织复合绳-负极材料组合体包覆得到电池组合体；

步骤六：将电池组合体装入套管，两端封装即可。

2.根据权利要求1所述的一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述金属丝的材质为304不锈钢、304L不锈钢、316不锈钢、316L不锈钢、钛或铂中的任意一种；所述加捻的股数为4-12股。

3.根据权利要求1所述的一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述复合绳的编织所用总锭子数为4-8锭，所述弹性复合绳编织所用总锭子数为6-24锭。

4.根据权利要求1所述的一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述弹性体的材质为热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物聚苯乙烯-聚乙烯-聚丙烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚酯类热塑性弹性体、热塑性硫化橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种，弹性体形状为绳状，所用弹性体总数为1-6，单弹性体直径0.3-1.0mm；所述聚合物纤维线材质为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氨基甲酸酯纤维、芳族聚酰胺纤维、芳族聚酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、聚酰亚胺纤维或聚苯撑吡啶并二咪唑纤维中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤三和四中，所述负载的方式为刷涂、喷涂、浸涂或电泳沉积中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述负极浆料中的负极活性材料为二氧化钒、五氧化二钒、钒酸锂、聚酰亚胺、磷酸钛、磷酸钛锂、二氧化锰中的一种；步骤四中，所述正极浆料中的正极活性材料为尖晶石锰酸锂、层状锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸钒锂、镍酸锂中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤四中，所述水凝胶预聚液由水溶性聚合物、电解质、丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂和水组成。

8.根据权利要求7所述的一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述水溶性聚合物为海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、黄原胶、琼脂糖、明胶、瓜尔胶和卡拉胶中的一种或多种；所述电解质为硫酸锂或硝酸锂；当采用硫酸锂时，浓度为0.5-2mol·L^-1，采用硝酸锂时，浓度为2-6mol·L^-1；所述引发方式为加热、等离子体、微波、辐射或光照中的一种；所述引发的方式为热引发时，引发剂使用过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种，同时加入催化剂，催化剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、四甲基乙二胺其中一种，所述引发的方式为光引发时，引发剂使用2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、苯基-2，4，6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂或过硫酸铵，所述引发的方式为等离子体、微波、辐射时无需使用引发剂。