本發(fā)明涉及電池制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種電池及其制備方法和充電方法，以及電池的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

電池作為一種便捷的儲能工具，在日常生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著重要作用。在過去的幾十年里，人們對于電池的研究都集中于高功率、高能量、小型化和長壽命周期上，以解決能量儲存系統(tǒng)的優(yōu)化問題。

以鋰離子聚合物電池為例，作為最常用的電池之一，對于鋰離子聚合物電池的研究主要是增加電池容量以延長供電時間，例如中國專利201210507690.0公開一種高容量鋰離子電池用復(fù)合石墨負(fù)極材料及其制備方法，通過提供一種特殊的復(fù)合石墨負(fù)極材料，整體提高鋰離子電池的單位體積能量密度。但是提供更高電池容量的同時，也意味著電池的充電時間較長。

另有中國專利201210505029.6公開一種自充電薄膜鋰離子電池，包括鋰離子電池、摩擦發(fā)電機(jī)和充電模塊，應(yīng)用摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電場完成鋰離子電池的充電。雖然能夠?qū)崿F(xiàn)電池的自充，但是這種充電方式的充電效率有待提高。

由此可見，在目前的電池技術(shù)領(lǐng)域中，難以實(shí)現(xiàn)電池容量、充電時間、充電方式之間的兼顧，因此實(shí)有必要對這一現(xiàn)狀進(jìn)行改進(jìn)。此外，除了對于電池能量儲存系統(tǒng)的研究，近年來人們開始了電池的多功能研究，即是在具有電池功能的基礎(chǔ)上包含一些其他功能，比如直接在電池上顯示電量狀態(tài)或者能量存儲狀態(tài)的智能儲能系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電池及其制備方法、充電方法、應(yīng)用，以解決上述問題。

具體地，本發(fā)明包括四個方面。

第一個方面，本發(fā)明提供一種電池，所述電池包括第一基底和依次設(shè)置在所述第一基底上的第一活性材料層、電解質(zhì)、第二活性材料層、第二基底，所述第一基底和所述第二基底中至少一基底采用透明導(dǎo)電材料，所述第一活性材料層與所述第二活性材料層中至少一活性材料層采用電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料中的一種或幾種的組合，且所述第一活性材料層與所述第二活性材料層具有電勢差。

進(jìn)一步地，所述第一活性材料層采用電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料中的一種或幾種的組合，所述第二活性材料層采用導(dǎo)電無機(jī)材料、導(dǎo)電有機(jī)材料導(dǎo)電金屬、導(dǎo)電復(fù)合材料中的一種或幾種的組合。

可選地，所述第一活性材料層采用w18o49、或者摻雜有mo的wo3、或者tio2、或者nio、或者普魯士藍(lán)中的一種或幾種的組合。

可選地，所述第二活性材料層采用w18o49、或者摻雜有mo的wo3、或者tio2、或者nio、或者普魯士藍(lán)、或者金屬鋁中的一種或幾種的組合。

【基底-具體】進(jìn)一步地，所述第一基底采用透明導(dǎo)電材料，所述第二基底采用導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電纖維織物、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠粘劑、透明導(dǎo)電薄膜中的一種或幾種的組合。

可選地，所述第一基底采用ito材料、fto材料、pet材料、碳納米管或石墨烯中的一種或幾種的組合。

可選地，所述第二基底采用ito材料、fto材料、pet材料、碳納米管或石墨烯中的一種或幾種的組合。

【電解質(zhì)-具體】進(jìn)一步地，所述電解質(zhì)為固體電解質(zhì)，所述固體電解質(zhì)包括聚合物、有機(jī)鹽、無機(jī)鹽中的一種或幾種的混合物。

可選地，所述固體電解質(zhì)為聚合物-無機(jī)鹽組合物。

進(jìn)一步地，所述聚合物-無機(jī)鹽組合物的制備方法包括以下步驟：

配制溶液：分別配制聚合物溶液和無機(jī)鹽溶液；

混合溶液：將所述無機(jī)鹽溶液與所述聚合物溶液混合，得到所述聚合物-無機(jī)鹽組合物的混合溶液；

干燥：對所述混合溶液進(jìn)行烘干，得到固體，所述固體為所述聚合物-無機(jī)鹽組合物。

可選地，所述聚合物-無機(jī)鹽組合物中的聚合物為聚乙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚氯乙烯或聚偏氟乙烯中的一種或幾種的混合物。

可選地，所述聚合物-無機(jī)鹽組合物中的無機(jī)鹽為氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣或氯化鋁中的一種或幾種的組合物。

優(yōu)選地，所述固體電解質(zhì)為聚乙烯醇-氯化鉀組合物、聚乙烯醇-氯化鈉組合物、聚乙烯醇-氯化鎂組合物或聚乙烯醇-氯化鋁組合物中的一種或幾種的組合。

最優(yōu)選地，所述固體電解質(zhì)為聚乙烯醇-氯化鉀組合物。

【電解質(zhì)-制作方法】進(jìn)一步地，所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物的制備方法包括以下步驟：

將聚乙烯醇溶于水溶液中，形成聚乙烯醇水溶液；

將氯化鉀溶于水溶液中，形成氯化鉀水溶液；

將所述氯化鉀水溶液加入到所述聚乙烯醇水溶液中形成聚乙烯醇-氯化鉀組合物的混合溶液；

對所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物的混合溶液進(jìn)行真空烘干，得到所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物，所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物中聚乙烯醇與氯化鉀的質(zhì)量比為1:0.5～1。

其中，聚乙烯醇與氯化鉀的質(zhì)量比為1:0.5～1包括了該比例范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如聚乙烯醇與氯化鉀的質(zhì)量比為1:0.5、1:0.6、1:0.65、1:0.7、1:0.75、1:0.8、1:0.85、1:0.9、1:0.95或1:1。

優(yōu)選地，所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物中聚乙烯醇與氯化鉀的質(zhì)量比為1:0.85。

【具體參數(shù)】進(jìn)一步地，將聚乙烯醇溶于水溶液中是將所述聚乙烯醇溶于水溶液中，在50-100℃條件下加熱并攪拌0.5-4h，形成所述聚乙烯醇水溶液。

其中，在50-100℃條件下加熱包括了該溫度范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如加熱條件為50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、98℃或100℃。攪拌0.5-4h包括了該攪拌時間內(nèi)的任 一點(diǎn)值，例如攪拌時間為0.5h、0.8h、1h、1.2h、1.5h、2h、2.5h、2.8h、3h、3.5h或4h。

優(yōu)選地，將聚乙烯醇溶于水溶液中是將所述聚乙烯醇溶于水溶液中，在85℃條件下加熱并攪拌2h，形成所述聚乙烯醇水溶液。

【具體參數(shù)】進(jìn)一步地，將氯化鉀溶于水溶液中是將所述氯化鉀溶于水溶液中，在50-100℃條件下加熱并攪拌0.5-4h，形成所述氯化鉀水溶液。

其中，在50-120℃條件下加熱包括了該溫度范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如加熱條件為50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、98℃或100℃。攪拌0.5-4h包括了該攪拌時間內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如攪拌時間為0.5h、0.8h、1h、1.2h、1.5h、2h、2.5h、2.8h、3h、3.5h或4h。

優(yōu)選地，將氯化鉀溶于水溶液中是將所述氯化鉀溶于水溶液中，在80℃條件下加熱并攪拌2h，形成所述氯化鉀水溶液。

【具體參數(shù)】進(jìn)一步地，對所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物的混合溶液進(jìn)行真空烘干是在真空條件下，在40-80℃條件下，烘干0.5-4h。

其中，在40-80℃條件下烘干包括了該溫度范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如烘干溫度條件為40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃。攪拌0.5-4h包括了該攪拌時間內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如攪拌時間為0.5h、0.8h、1h、1.2h、1.5h、2h、2.5h、2.8h、3h、3.5h或4h。

優(yōu)選地，對所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物的混合溶液進(jìn)行真空烘干是在真空條件下，在50℃條件下，烘干2h。

【增強(qiáng)導(dǎo)電物質(zhì)】進(jìn)一步地，所述電解質(zhì)還包括增強(qiáng)導(dǎo)電物質(zhì)，所述增強(qiáng)導(dǎo)電物質(zhì)為聚合物、金屬、高分子有機(jī)溶劑或小分子有機(jī)溶劑中的一種或幾種的混合物。

優(yōu)選地，所述增強(qiáng)導(dǎo)電物質(zhì)為金屬銀顆粒。

【電池參數(shù)】進(jìn)一步地，所述電池充滿容量所需時間為2-15s，所述電池的容量為100-1000mah/g。

其中，所述電池充滿容量所需時間為2-15s是指該時間范圍內(nèi) 的任一點(diǎn)值，例如所需時間為2s、4s、5s、6s、7s、8s、9s、10s、12s、14s或15s。

其中，所述電池的容量為100-500mah/g是指該容量數(shù)值范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如容量為100mah/g、150mah/g、200mah/g、250mah/g、300mah/g、350mah/g、400mah/g、450mah/g、500mah/g、600mah/g、700mah/g、800mah/g、900mah/g或1000mah/g。

優(yōu)選地，所述電池充滿容量所需時間為3-8s，所述電池的容量為300-500mah/g。

第二個方面：本發(fā)明還提供一種上述電池的制備方法，包括以下步驟：

s1.提供第一基底，在所述第一基底上形成第一活性材料層；提供第二基底，在所述第二基底上形成第二活性材料層；

s2.將電解質(zhì)設(shè)置在所述第一活性材料層與所述第二活性材料層之間，形成所述電池；

其中，所述第一基底和所述第二基底中至少一基底采用透明導(dǎo)電材料，所述第一活性材料層與所述第二活性材料層中至少一活性材料層采用電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料中的一種或幾種的組合，且所述第一活性材料層與所述第二活性材料層具有電勢差。

【s1具體】進(jìn)一步地，所述s1步驟中，所述第一活性材料層是在所述基底上采用溶劑熱法、溶膠凝膠法、浸漬溶膠法、電沉積法中的一種或幾種方法的結(jié)合得到的，所述第二活性材料層是在所述基底上采用溶劑熱法、溶膠凝膠法、浸漬溶膠法、電沉積法中的一種或幾種方法的結(jié)合得到的。

【s2具體】進(jìn)一步地，所述s2步驟為在所述第一活性材料層上形成電解質(zhì)，再將第二活性材料層設(shè)置在所述電解質(zhì)上，形成所述電池；或者在所述第二活性材料層上形成電解質(zhì)，再將所述第一活性材料層設(shè)置在所述電解質(zhì)上，形成所述電池。

【s2具體】進(jìn)一步地，所述s2步驟中，所述電解質(zhì)是通過涂抹、噴涂、提拉方法中的一種或幾種方法的結(jié)合形成于所述第一活性材料 層上或者形成于所述第二活性材料層上的。

【清洗、熱處理】進(jìn)一步地，在所述s1步驟之后，還包括以下步驟：對所述第一活性材料層和所述第二活性材料層分別進(jìn)行清洗、熱處理。

進(jìn)一步地，所述清洗包括用丙酮、酒精和去離子水清洗。

進(jìn)一步地，所述熱處理是在保護(hù)氣體的氣氛中，分別對所述第一活性材料層和所述第二活性材料層進(jìn)行升溫加熱、保溫和冷卻。

可選地，所述保護(hù)氣體為氬氣、氦氣或氮?dú)庵械囊环N。

進(jìn)一步地，所述升溫加熱的速率為5-30℃/min。其中，速率為5-30℃/min包括了該數(shù)值范圍內(nèi)任一點(diǎn)值，例如5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min或30℃/min。

進(jìn)一步地，所述升溫加熱的時間為1-20min。其中，所述升溫加熱的時間為1-20min包括該數(shù)值范圍內(nèi)任一點(diǎn)值，例如1min、2min、5min、8min、10min、12min、15min、20min、25min或者30min。

進(jìn)一步地，所述熱處理中的保溫時間為5-40min。其中，保溫時間為5-40min包括該數(shù)值范圍內(nèi)任一點(diǎn)值，例如5min、10min、15min、20min、25min、30min、32min、35min、38min或40min。

【封裝】進(jìn)一步地，在所述s2步驟之后，還包括以下步驟：s3.對所述電池的邊緣進(jìn)行封裝。

可選地，通過膠帶或膠黏劑對所述電池的邊緣進(jìn)行封裝。

優(yōu)選地，通過環(huán)氧樹脂膠黏劑對所述電池的邊緣進(jìn)行封裝。

進(jìn)一步地，所述第一活性材料層采用電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料中的一種或幾種的組合，，所述第二活性材料層采用導(dǎo)電無機(jī)材料、導(dǎo)電有機(jī)材料、導(dǎo)電金屬、導(dǎo)電復(fù)合材料中的一種或幾種的組合。

可選地，所述第一活性材料層采用w18o49，或者摻雜有mo的wo3，或者tio2，或者nio，或者普魯士藍(lán)中的一種或幾種的組合。

可選地，所述第二活性材料層采用w18o49，或者摻雜有mo的wo3，或者tio2，或者nio，或者普魯士藍(lán)，或者金屬鋁中的一種或幾種的組合。

【基底-具體】進(jìn)一步地，所述第一基底采用透明導(dǎo)電材料，所述第二基底采用導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電纖維織物、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠粘劑、透明導(dǎo)電薄膜中的一種或幾種的組合。

可選地，所述第一基底采用ito材料、fto材料、pet材料、碳納米管或石墨烯中的一種或幾種的組合。

可選地，所述第二基底采用ito材料、fto材料、pet材料、碳納米管或石墨烯中的一種或幾種的組合。

【電解質(zhì)-具體】進(jìn)一步地，所述電解質(zhì)為固體電解質(zhì)，所述固體電解質(zhì)包括聚合物、有機(jī)鹽、無機(jī)鹽中的一種或幾種的混合物。

可選地，所述固體電解質(zhì)為聚合物-無機(jī)鹽組合物。

進(jìn)一步地，所述聚合物-無機(jī)鹽組合物的制備方法包括以下步驟：

配制溶液：分別配制聚合物溶液和無機(jī)鹽溶液；

混合溶液：將所述無機(jī)鹽溶液與所述聚合物溶液混合，得到所述聚合物-無機(jī)鹽組合物的混合溶液；

干燥：對所述混合溶液進(jìn)行烘干，得到固體，所述固體為所述聚合物-無機(jī)鹽組合物。

可選地，所述聚合物-無機(jī)鹽組合物中的聚合物為聚乙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚氯乙烯或聚偏氟乙烯中的一種或幾種的混合物。

可選地，所述聚合物-無機(jī)鹽組合物中的無機(jī)鹽為氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣或氯化鋁中的一種或幾種的組合物。

優(yōu)選地，所述固體電解質(zhì)為聚乙烯醇-氯化鉀組合物、聚乙烯醇-氯化鈉組合物、聚乙烯醇-氯化鎂組合物或聚乙烯醇-氯化鋁組合物中的一種或幾種的組合。

最優(yōu)選地，所述固體電解質(zhì)為聚乙烯醇-氯化鉀組合物。

【電解質(zhì)-制作方法】進(jìn)一步地，所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物的制備方法包括以下步驟：

將聚乙烯醇溶于水溶液中，形成聚乙烯醇水溶液；

將氯化鉀溶于水溶液中，形成氯化鉀水溶液；

將所述氯化鉀水溶液加入到所述聚乙烯醇水溶液中形成聚乙烯醇-氯化鉀組合物的混合溶液；

對所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物的混合溶液進(jìn)行真空烘干，得到所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物，所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物中聚乙烯醇與氯化鉀的質(zhì)量比為1:0.5～1。

其中，聚乙烯醇與氯化鉀的質(zhì)量比為1:0.5～1包括了該比例范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如聚乙烯醇與氯化鉀的質(zhì)量比為1:0.5、1:0.6、1:0.65、1:0.7、1:0.75、1:0.8、1:0.85、1:0.9、1:0.95或1:1。

優(yōu)選地，所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物中聚乙烯醇與氯化鉀的質(zhì)量比為1:0.85。

【具體參數(shù)】進(jìn)一步地，將聚乙烯醇溶于水溶液中是將所述聚乙烯醇溶于水溶液中，在50-100℃條件下加熱并攪拌0.5-4h，形成所述聚乙烯醇水溶液。

其中，在50-100℃條件下加熱包括了該溫度范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如加熱條件為50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、98℃或100℃。攪拌0.5-4h包括了該攪拌時間內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如攪拌時間為0.5h、0.8h、1h、1.2h、1.5h、2h、2.5h、2.8h、3h、3.5h或4h。

優(yōu)選地，將聚乙烯醇溶于水溶液中是將所述聚乙烯醇溶于水溶液中，在85℃條件下加熱并攪拌2h，形成所述聚乙烯醇水溶液。

【具體參數(shù)】進(jìn)一步地，將氯化鉀溶于水溶液中是將所述氯化鉀溶于水溶液中，在50-100℃條件下加熱并攪拌0.5-4h，形成所述氯化鉀水溶液。

其中，在50-120℃條件下加熱包括了該溫度范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如加熱條件為50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、98℃或100℃。攪拌0.5-4h包括了該攪拌時間內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如攪拌時間為0.5h、0.8h、1h、1.2h、1.5h、2h、2.5h、2.8h、3h、3.5h或4h。

優(yōu)選地，將氯化鉀溶于水溶液中是將所述氯化鉀溶于水溶液中，在80℃條件下加熱并攪拌2h，形成所述氯化鉀水溶液。

【具體參數(shù)】進(jìn)一步地，對所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物的混合溶液進(jìn)行真空烘干是在真空條件下，在40-80℃條件下，烘干0.5-4h。

其中，在40-80℃條件下烘干包括了該溫度范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如烘干溫度條件為40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃。攪拌0.5-4h包括了該攪拌時間內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如攪拌時間為0.5h、0.8h、1h、1.2h、1.5h、2h、2.5h、2.8h、3h、3.5h或4h。

優(yōu)選地，對所述聚乙烯醇-氯化鉀組合物的混合溶液進(jìn)行真空烘干是在真空條件下，在50℃條件下，烘干2h。

【增強(qiáng)導(dǎo)電物質(zhì)】進(jìn)一步地，所述電解質(zhì)還包括增強(qiáng)導(dǎo)電物質(zhì)，所述增強(qiáng)導(dǎo)電物質(zhì)為聚合物、金屬、高分子有機(jī)溶劑或小分子有機(jī)溶劑中的一種或幾種的混合物。

優(yōu)選地，所述增強(qiáng)導(dǎo)電物質(zhì)為金屬銀顆粒。

【電池參數(shù)】進(jìn)一步地，所述電池充滿容量所需時間為2-15s，所述電池的容量為100-1000mah/g。

其中，所述電池充滿容量所需時間為2-15s是指該時間范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如所需時間為2s、4s、5s、6s、7s、8s、9s、10s、12s、14s或15s。

其中，所述電池的容量為100-500mah/g是指該容量數(shù)值范圍內(nèi)的任一點(diǎn)值，例如容量為100mah/g、150mah/g、200mah/g、250mah/g、300mah/g、350mah/g、400mah/g、450mah/g、500mah/g、600mah/g、700mah/g、800mah/g、900mah/g或1000mah/g。

優(yōu)選地，所述電池充滿容量所需時間為3-8s，所述電池的容量為300-500mah/g。

第三個方面，本發(fā)明還提供一種上述電池的充電方法，所述充電方法為使用外部電源接入所述電池進(jìn)行充電；或者將空氣和/或氧化劑通入到所述電池中，使空氣和/或所述氧化劑與所述電池中采用電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料中的一種或幾種組合的所述活性材料層接觸，完成對所述電池的充電。

優(yōu)選地，所述氧化劑為雙氧水。

第四個方面，本發(fā)明還提供一種上述電池的應(yīng)用，所述電池用于制成柔性纖維電池，穿戴于衣物上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、電池電量可視化。本發(fā)明通過在電池中設(shè)置電致變色材料，可將電池的電量變化反應(yīng)在此類材料的顏色變化上，同時本發(fā)明還設(shè)置了透明的基底，因此可通過觀察電池中電致變色材料的顏色變化來判斷電池容量的高低，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時感知、監(jiān)測和處理電池內(nèi)部存儲電量或電能的變化，以賦予電池更多的智能性和交互性。

2、實(shí)現(xiàn)電池快速、自充電，且可選擇充電方式較多。本發(fā)明電池的活性材料可與空氣或者與氧化劑進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)快速的電池自充電，由此擺脫了電池需要通過接入外部電源進(jìn)行充電的麻煩與困擾。尤其是給本發(fā)明的電池加入微量的雙氧水時，由于雙氧水超強(qiáng)的氧化性，與第一活性材料接觸后，電池瞬間被充滿，比目前用外接電源給電池充電的時間要快1000多倍，從根本上解決了因充電時間長而帶來的煩惱。另外，由于我們電池的特殊結(jié)構(gòu)，又具有自充電和傳統(tǒng)的電源充電功能，從而實(shí)現(xiàn)了充電的多途徑化。

3、本發(fā)明電池兼具高容量與快速充電的優(yōu)勢。與之前報道的電池相比，本發(fā)明容量提高了4倍多，具有高容量，因此本發(fā)明的電池能夠很好的解決傳統(tǒng)電池中容量與充電時間的矛盾，提供一種既具有高容量又能夠快速充電的電池。

4、相比傳統(tǒng)的水相電解質(zhì)，本發(fā)明電池中制備一種全固態(tài)的電解質(zhì)，能夠有效封裝電池，使得電池更加安全可靠；且本發(fā)明電池可以制作成柔性纖維電池以及各種顧客喜歡的形狀圖案，可穿戴在衣服上，成為真正的隨身電源。

附圖說明

圖1(a)是實(shí)施例1中電池制備方法的s1步驟下的狀態(tài)圖。

圖1(b)是s1步驟下第二活性材料層設(shè)置在第二基底上的變形結(jié)構(gòu)之一。

圖2是實(shí)施例1中電池制備完成后的電池結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是實(shí)施例1中電池充電時間的測試圖。

圖4是實(shí)施例1和實(shí)施例2中電池容量的測試圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解的是，這些具體實(shí)施方式僅用來例舉本發(fā)明，并非對本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍構(gòu)成任何形式的任何限定。

制備例：固體電解質(zhì)——聚乙烯醇-氯化鉀組合物的制備

取10g聚乙烯醇溶于10ml水溶液中，在85℃下加熱，并攪拌2h，得到聚乙烯醇水溶液。

取8.5g氯化鉀溶于8.5ml水溶液中，在80℃下加熱，并攪拌2h，得到氯化鉀水溶液。

將氯化鉀水溶液加入到聚乙烯醇水溶液中，形成聚乙烯醇-氯化鉀組合物的混合溶液。

對上述聚乙烯醇-氯化鉀組合物的混合溶液在真空條件下、50℃下進(jìn)行真空烘干，烘干時間為2h，得到聚乙烯醇-氯化鉀組合物，即固體電解質(zhì)。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種可根據(jù)顏色變換指示電池電量及能量存儲狀態(tài)的電池，其制備方法如下：

s1.如圖1(a)所示，提供fto薄膜(氟摻雜錫氧化物)作為第一基底1，采用溶劑熱法在第一基底1上生長w18o49作為第一活性材料層2，通過ar氛圍退火；提供fto薄膜第二基底3，在第二基底3上設(shè)置金屬鋁箔作為第二活性材料層4?？梢岳斫獾氖?，在本實(shí)施例中金屬鋁箔僅部分覆蓋第二基底，然而當(dāng)采用其他電致變色材料、導(dǎo)電復(fù)合材料作為第二活性材料層時，如圖1(b)所示，也可在第二基底3上整面覆蓋第二活性材料層4。

s2.如圖2所示，在第一活性材料層2上涂抹電解質(zhì)5，再將第二活性材料層4設(shè)置在電解質(zhì)5上，使電解質(zhì)5夾在第一活性材料層2與第二活性材料層4的中間，形成電池100。

s3.通過環(huán)氧樹脂膠黏劑對s2步驟中制得的電池的邊緣進(jìn)行封裝，將電池邊緣全部密封。

在本實(shí)施例的電池中，由于采用w18o49作為電致變色材料，因此在該電池的放電過程中，可根據(jù)電致變色材料的顏色變化來判斷電池電量的多少。具體地，在電池電量充足的情況下，為燈泡提供電源，此時電池的電致變色材料為無色透明狀態(tài)。在電池電量不足或耗盡時，燈泡不亮，此時電池的電致變色材料為藍(lán)色。

本實(shí)施例的電池可實(shí)現(xiàn)自充電，具體地，利用注射器將雙氧水滴入到電池內(nèi)部，利用雙氧水的強(qiáng)氧化性對電池進(jìn)行充電。具體地，當(dāng)進(jìn)行自充電時，電池電量逐漸增多，電致變色材料的藍(lán)色逐漸變成無色透明。完成充電后，電池的電致變色材料又變回?zé)o色。

本實(shí)施例對于電池的電化學(xué)性能進(jìn)行了測試，該電池的第一基底和第一活性材料層一側(cè)(可理解為電池的正極)與第二基底和第二活性材料層一側(cè)(可理解為電池的負(fù)極)之間的電化學(xué)活性區(qū)間為0-1v，采用雙氧水進(jìn)行充電所需時間為8s左右，具體如圖3所示。采用雙氧水進(jìn)行三次循環(huán)充電，該電池的容量約為：350-420mah/g，具體如圖4所示。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于在電池的制備方法中，s3步驟僅對電池邊緣進(jìn)行部分密封。

本實(shí)施例的電池也可實(shí)現(xiàn)自充電，具體地，由于本實(shí)施例中僅對電池邊緣進(jìn)行部分密封，因此可利用空氣與電池的接觸實(shí)現(xiàn)對電池進(jìn)行充電。利用空氣對電池進(jìn)行三次循環(huán)充電，該電池的容量約為：100mah/g，具體如圖4所示。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供一種可根據(jù)顏色變換指示電池電量及能量存儲狀態(tài)的電池，其制備方法如下：

s1.提供fto薄膜作為第一基底，采用溶膠凝膠法在第一基底上形成摻雜有mo的wo3作為第一活性材料層，并對第一活性材料層進(jìn)行熱處理以增加該層與第一基底的接觸；提供pet薄膜第二基底，在第 二基底上設(shè)置金屬鋁箔作為第二活性材料層。

其中，對第一活性材料層進(jìn)行熱處理具體是在ar氣氛中，以20℃/min的升溫速率升溫10min，然后保溫30min，最后自然冷卻至室溫。

s2.在第一活性材料層上涂抹電解質(zhì)，再將第二活性材料層設(shè)置在電解質(zhì)上，使電解質(zhì)夾在第一活性材料層與第二活性材料層的中間，形成電池。

s3.通過環(huán)氧樹脂膠黏劑對s2步驟中制得的電池的邊緣進(jìn)行封裝，將電池邊緣全部密封。

在本實(shí)施例的電池中，wo3既是電致變色材料也是光致變色材料、熱致變色材料，因此因此在該電池的放電過程中，可根據(jù)wo3的顏色變化來判斷電池電量的多少。

本實(shí)施例的電池可實(shí)現(xiàn)自充電，具體地，利用注射器將雙氧水滴入到電池內(nèi)部，利用雙氧水的強(qiáng)氧化性對電池進(jìn)行充電。

本實(shí)施例的電池中，通過改變mo的摻雜量，可以改變wo3的變色狀態(tài)。例如mo的摻雜量為0時，wo3隨電池電量的降低逐漸由無色透明變?yōu)樗{(lán)色。當(dāng)mo的摻雜量逐漸增加時，在電池電量較充足時，wo3的顏色為灰色、墨綠色；在電池電量不足或耗盡時，wo3的顏色為黃褐色、深褐色。由此可見，在本發(fā)明中，可以通過改變wo3的結(jié)構(gòu)組成，例如本實(shí)施所示的摻雜不同量的mo，來豐富電池的顏色變化多樣性。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供一種可根據(jù)顏色變換指示電池電量及能量存儲狀態(tài)的電池，其制備方法如下：

s1.提供fto薄膜作為第一基底，采用浸漬溶膠法在第一基底上形成tio2作為第一活性材料層，并對第一活性材料層進(jìn)行熱處理以增加該層與第一基底的接觸；提供pet(聚對苯二甲酸乙二醇酯)薄膜第二基底，采用化學(xué)沉積方法在第二基底上形成nio作為第二活性材料層。

其中，對第一活性材料層進(jìn)行熱處理具體是在ar氣氛中，以20℃/min的升溫速率升溫10min，然后保溫30min，最后自然冷卻至室溫。

s2.在第一活性材料層上涂抹電解質(zhì)，再將第二活性材料層設(shè)置在電解質(zhì)上，使電解質(zhì)夾在第一活性材料層與第二活性材料層的中間，形成電池。

s3.通過環(huán)氧樹脂膠黏劑對s2步驟中制得的電池的邊緣進(jìn)行封裝，將電池邊緣全部密封。

在本實(shí)施例的電池中，由于采用tio2和nio作為電致變色材料，因此在該電池的放電過程中，可根據(jù)電致變色材料的顏色變化來判斷電池電量的多少。

本實(shí)施例的電池可實(shí)現(xiàn)自充電，具體地，利用注射器將雙氧水滴入到電池內(nèi)部，利用雙氧水的強(qiáng)氧化性對電池進(jìn)行充電。

本實(shí)施例的電池中，由于tio2和nio均可根據(jù)電池電量的變化改變顏色，因此本實(shí)施例中的電池隨電量的變化而產(chǎn)生的顏色變化也較豐富。具體地，當(dāng)電池電量較充足的情況下，tio2和nio的顏色均為透明；當(dāng)電池電量不足或耗盡的情況下，tio2的顏色為藍(lán)色、nio的顏色為深棕色。

實(shí)施例5

本實(shí)施例提供一種可根據(jù)顏色變換指示電池電量及能量存儲狀態(tài)的電池，其制備方法如下：

s1.提供fto薄膜作為第一基底，采用電沉積法在第一基底上形成普魯士藍(lán)作為第一活性材料層，并對第一活性材料層進(jìn)行熱處理以增加該層與第一基底的接觸；提供fto薄膜第二基底，在第二基底上設(shè)置金屬鋁箔作為第二活性材料層。

其中，對第一活性材料層進(jìn)行熱處理具體是在ar氣氛中，以20℃/min的升溫速率升溫10min，然后保溫30min，最后自然冷卻至室溫。

s2.在第一活性材料層上涂抹電解質(zhì)，再將第二活性材料層設(shè)置 在電解質(zhì)上，使電解質(zhì)夾在第一活性材料層與第二活性材料層的中間，形成電池。

s3.通過環(huán)氧樹脂膠黏劑對s2步驟中制得的電池的邊緣進(jìn)行封裝，將電池邊緣全部密封。

在本實(shí)施例的電池中，由于采用普魯士藍(lán)作為電致變色材料，因此在該電池的放電過程中，可根據(jù)電致變色材料的顏色變化來判斷電池電量的多少。具體地，隨著充電進(jìn)行，電變色電池的顏色變化依次表現(xiàn)為：電池為透明色(0.8v)、藍(lán)色(1.85v)、黃色(2.55v)。本實(shí)施例增加了電變色電池的顏色變化多樣性。

本實(shí)施例的電池可實(shí)現(xiàn)自充電，具體地，利用注射器將雙氧水滴入到電池內(nèi)部，利用雙氧水的強(qiáng)氧化性對電池進(jìn)行充電。

此外，本實(shí)施例的電池可以用于制成柔性纖維電池，穿戴于衣物上。本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。