一种柔性纸基电池及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种柔性纸基电池的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：用离子交换法在衬底两端制备金属镍层，具体包括：（i）用去离子水、乙醇和丙酮分别对衬底进行超声波清洗25～35 min，得到无尘化衬底，烘干；（ii）将清洗烘干的衬底两端分别置于硫酸镍溶液中浸泡10～15min，使得衬底表面进行金属离子吸附；（iii）将步骤（ii）的衬底用去离子水冲洗烘干后，置于硼氢化钠溶液中浸泡3~5min，使表面吸附的金属离子与溶液发生反应，生成镍种子层；（iv）将步骤（iii）的衬底用去离子水冲洗烘干后，接着放入商用无电镀镍溶液中浸泡20～30min，得到导电且致密的金属镍层；步骤2：将步骤1所得的金属镍层用去离子水冲洗烘干后，置于商用无电镀金溶液中浸泡20～30min，在镍层表面无电镀一层金纳米粒子，得到镍/金电极，作为柔性纸基电池的集流体；步骤3：在步骤2所得的镍/金集流体的一端电镀银，具体包括：（i）配置镀银溶液；（ii）待电镀的集流体作为阴极，银丝作为阳极，放入镀银溶液，在
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0.5v电压下电镀10～20min，电沉积制得柔性银电极，作为阴极；步骤4：在步骤2所得的镍/金集流体另一端电镀锌，具体包括：（i）配置镀锌溶液；（ii）待电镀的集流体作为工作电极，铂电极作为对电极，银
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氯化银电极作为参比电极，在镀锌溶液中，加
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0.8v电压，电镀10～20min，电沉积制得柔性锌电极，作为阳极；步骤5：在步骤3、步骤4所得阴极、阳极上引出导线，滴上电解液，得到所述柔性纸基电池；其中：所述衬底为纸质材料，包括a4纸、滤纸和硫酸纸；所述硫酸镍溶液浓度为80~100 mm，温度为80~100℃；所述硼氢化钠溶液浓度为0.03～0.05 m，温度为室温；所述商用无电镀镍溶液的温度为90~120℃；所述商用无电镀金溶液的温度为90~120℃。2.根据权利要求1所述的柔性纸基电池的制备方法，其特征在于，所述电镀银溶液由0.4m的硝酸银溶液和0.4～0.8m的硝酸钠溶液按1∶1的体积比混合而成。3.根据权利要求1所述的柔性纸基电池制备方法，其特征在于，所述电镀锌溶液由0.6～0.8m的硫酸锌溶液和1m的柠檬酸三钠溶液按1∶1的体积比混合而成。4.根据权利要求1所述的柔性纸基电池制备方法，其特征在于，所述电解液为1~5m氯化钠溶液或氯化锂溶液。5.一种权利要求1所述方法制得的柔性纸基电池。

技术总结
本发明公开了一种柔性纸基电池及其制备方法，该器件包括纸基衬底、金属镍/金集流体、银金属阴极以及锌金属阳极。其制备方法包括：首先在滤纸上通过离子交换法实现滤纸上长金属镍，镍和纸基衬底结合力强、柔性大、还具有良好的导电能力。然后在镍层表面无电镀一层金纳米粒子，可以提高通过无电镀沉积制得的镍层的化学稳定性，减少磷等杂质的干扰，并且进一步提高了镍电极的电导率，以镍/金电极作为柔性纸基电池的集流体。接下来，用电镀的方法分别在集流体上沉积银和锌电极。最后，进行简单的封装，滴上电解液便可实现纸基电池的制备。本发明所制备的纸基电池属于银锌电池，具有柔性、轻便、低成本及制作过程绿色无毒的优点。低成本及制作过程绿色无毒的优点。低成本及制作过程绿色无毒的优点。


技术研发人员：张健 王雪晴 姚文静 康玲
受保护的技术使用者：华东师范大学
技术研发日：2021.07.29
技术公布日：2021/12/6