本發明提供了一種柔性空氣電池包括:一種柔性薄膜材料，作為導電集流體的載體；正極導電集流體和負極導電集流體，且所述正極導電集流體和負極導電集流體分別設在所述薄膜材料的同一個表面上，設在在所述正極導電集流體上的正極催化層，設在所述負極導電集流體上的負極，覆蓋在柔性空氣電池的最外層的隔膜。本發明還提供了柔性空氣電池的制備方法和使用方法。本發明提出的柔性空氣電池由于采用了全柔性化基材，具有極好的柔性，同時電池輕便，美觀，環保，價格低廉。

技術領域

本發明屬于電學技術領域，具體涉及一種柔性空氣電池。

背景技術

隨著柔性電子設備的興起，柔性儲能器件也應用在人類生活的各個方面，比如有源RFID標簽、體溫貼等智能電子設備和可穿戴設備。然而，目前現有的柔性電池主要為鋰離子電池與鋅錳電池。其中鋰離子電池電解液為有機溶液，有毒且易燃，存在很大安全隱患，無法應用于人體可穿戴設備。而密封型柔性鋅錳電池則因為負極析氫以及電解液流失而存在存放時間短的問題。且由于制造工藝及材料成本等多方面因素，導致目前市面上采用柔性電池的電子產品價格過高致使用戶數相對較少綜合以上這些因素都制約了柔性電池在可穿戴設備上的應用與推廣。

與前兩者相比，柔性金屬空氣電池不僅使用的是水系電解液，而且使用的是無電解液干式的存儲方式，存儲時間大大延長。柔性金屬空氣電池制備工藝簡單、可大規模生產、成本低廉、對環境友好，亦可由人體汗液或尿液激活，可應用于兒童紙尿褲、老人紙尿片等這些現在大量使用且價格低廉的應用場景之中，降低了消費者的使用門檻，是一種新型的綠色儲能器件。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型無電解液柔性儲能方式，解決目前密封型柔性鋅錳電池因負極析氫或電解液流失而導致存放時間短的問題。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

一種柔性空氣電池包括:

一種柔性薄膜材料，作為導電集流體的載體，可彎折拉伸；

正極導電集流體和負極導電集流體，且所述正極導電集流體和負極導電集流體分別設在所述薄膜材料的同一個表面上，且互相不直接連接，

正極催化層,所述正極催化層設在在所述正極導電集流體上，

負極，所述負極設在所述負極導電集流體上，

隔膜，其覆蓋在柔性空氣電池的最外層。

進一步的，所述柔性薄膜材料為織物材料或塑料薄膜。

進一步的，所述正極催化層由催化劑、導電劑和粘結劑組成；各個組分質量百分比為:催化劑10-50％、導電劑20％-80％,粘結劑10％-30％。

所述催化劑選自二氧化錳、鈣鈦礦型氧化物、貴金屬鉑中的一種或多種，所述導電劑選自導電炭黑、碳納米管、石墨烯、乙炔黑和膨脹石墨中的一種或多種；所述粘結劑選自羧甲基纖維素CMC、聚四氟乙烯PTFE、丁苯橡膠SBR；聚丙烯酸鈉PAAS、聚氧化乙烯PEO、丙烯酸十二烷基酯LA、PVA、PVC中的一種或者多種。

負極為金屬鋅箔、鋅膏、鎂箔或鋁箔，或者為鋅粉、鎂粉或鋁粉和粘結劑等金屬粉末制備而成，厚度為50微米-200微米。

所述隔膜為吸水紙或無紡布。

進一步的，柔性空氣電池含有多個串聯的電池單體，及電池單體在基材上通過導電漿料或導電高分子材料串聯。

本發明第二方面提供柔性空氣電池的制備包括以下步驟：

(1)把制備正負極導電集流體的導電漿料或導電高分子材料印刷或涂覆在柔性薄膜材料的同一面的兩個分開的位置上，得到正極導電集流體和負極導電集流體；

(2)將催化劑、導電劑和粘結劑按比例混合攪拌均勻后，在正極導電集流體印制正極催化層，最后烘干；