
技术摘要:
本发明属于电池技术领域,特别涉及一种柔性织物基电池。本发明提供了一种柔性织物基电池,包括电极和柔性织物基电解质;所述柔性织物基电解质包括织物以及固定在所述织物上的活性组分;所述活性组分包括柠檬酸、氯化钠和石墨烯。在本发明中,氯化钠和柠檬酸具有电解质 全部
背景技术:
现有的可穿戴电池,是组装在塑料或树脂材料上的刚性电子元件,制作工艺比较 复杂,对环境不友好,与皮肤的相容性较差,不能极限弯折,力学弯曲柔韧性能较差。 较之刚性电池,柔性织物基电池具有更大的应用潜力。现有的织物基电池,大多数 是通过在织物上进行多种处理,来制备太阳能电池和锂离子电池,如中国专利申请CN 109713130A提出利用脱模法工艺,先制备能够作为钙钛矿太阳电池的导电织物载体,然后 在基底上构筑钙钛矿太阳电池的各个功能层,最终制得柔性织物钙钛矿太阳电池;中国专 利申请CN 108054442A提出一种利用丝网印刷技术,在织物上制备状水系锂离子电池的方 法;陈悦在《基于碳纤维及其织物的柔性锂电池电极研究进展》中提出了利用静电纺丝技 术、水热法、热处理、涂覆、磁控溅射、原子层沉积和热刻蚀等方法,制备柔性的复合电极材 料(DOI:10.13475/j.fzxb.20180801808),但以上方法均存在制备得到的柔性复合材料电 池柔性不足和电学性能欠佳的缺点。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种柔性织物基电池,本发明提供的柔性织物 基电池电学性能稳定、力学弯曲性能和耐久性能优良。 为了实现上述发明的目的,本发明提供以下技术方案: 本发明提供了一种柔性织物基电池,包括电极和柔性织物基电解质; 所述柔性织物基电解质包括织物以及固定在所述织物上的活性组分; 所述活性组分包括柠檬酸、氯化钠和石墨烯。 优选的,所述柔性织物基电解质的制备方法包括以下步骤: 将柠檬酸溶液、氯化钠溶液和石墨烯溶液混合,得到整理液; 将织物浸渍于所述整理液中,干燥,得到柔性织物基电解质。 优选的,所述柠檬酸溶液的质量浓度为1~5%;所述氯化钠溶液的质量浓度为1~ 5%。 优选的,所述柠檬酸溶液与氯化钠溶液的体积比为2:(2~4)。 优选的,所述柠檬酸溶液和氯化钠溶液的总体积与石墨烯溶液的体积的比为(5~ 15):1;所述石墨烯溶液的浓度为10mg/mL。 优选的,所述织物为涤纶;所述织物的厚度为0.8~1.5mm;所述织物的质量与整理 液的体积的比为1g:(20~50)mL。 优选的,所述浸渍的温度为20~25℃,时间为15~25min。 优选的,所述干燥的温度为95~110℃,时间为15~30min。 本发明提供了一种柔性织物基电池,包括电极和柔性织物基电解质;所述柔性织 3 CN 111584821 A 说 明 书 2/7 页 物基电解质包括织物以及固定在所述织物上的活性组分;所述活性组分包括柠檬酸、氯化 钠和石墨烯。在本发明中,织物提供基本柔韧性和力学性能,拉伸和弯折处理对织物基电池 电学性能几乎无影响,有利于提高柔性织物基电池的力学弯曲性能;氯化钠和柠檬酸具有 电解质的作用;石墨烯为片层状结构,层层堆积的石墨烯可以形成连续片层,有利于离子和 电子在纳米尺寸通道中的传输,进而有利于提高柔性织物基电池的电学性能;石墨烯和氯 化钠联合作用下,氯化钠溶于水后产生自由移动的钠离子,钠离子吸附在石墨烯材料上,并 吸引石墨烯的电子,在水和石墨烯的临界面上形成电容器,当柔性织物基电解质发生水滴 扩散运动时,伴随着钠离子的吸收和释放,便会产生电子的高速移动,增加柔性织物基电解 质的导电效率;通过织物和活性组分的共同作用,在力学弯曲条件下,活性组分依旧可以在 织物孔洞内发挥良好的离子、电子传导性能,有利于保证所述柔性织物基电池的电学稳定 性和优良的耐久性。 实施例测试结果表明,本发明提供的柔性织物基电池电流可达456.26μA,相比于 不含石墨烯的柔性织物基电池,其电流值提高了54.5%,电学性能优良;耐久性测试中,电 流随时间变化趋势平缓,说明本发明提供的柔性织物基电池电学性能稳定、耐久性能优良; 经弯折处理或拉伸处理后,本发明提供的柔性织物基电池电流变化趋势平缓,耐拉伸性能 优异,说明力学弯曲性能优异。 附图说明 图1为实施例1和对比例1~6所得柔性织物基电池电流分布图; 图2为实施例1所得柔性织物基电池的串联电路图; 图3为实施例1所得柔性织物基电池的并联电路图; 图4为实施例1所得柔性织物基电池串联和并联时电流分布图; 图5为实施例1所得柔性织物基电池不同时间电流变化曲线图; 图6为实施例1所得柔性织物基电池电流随弯折次数变化趋势图; 图7为实施例1所得柔性织物基电池电流随拉伸次数变化趋势图。