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CN114899506B - 一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法 - Google Patents

一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法 Download PDF

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CN114899506B CN202210575329.5A CN202210575329A CN114899506B CN 114899506 B CN114899506 B CN 114899506B CN 202210575329 A CN202210575329 A CN 202210575329A CN 114899506 B CN114899506 B CN 114899506B
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Abstract

一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法，属于锂离子电池技术领域，所述方法为：将金属丝加捻得到金属加捻丝；分别将金属加捻丝与聚合物纤维线直接编织得到复合绳；以弹性体为轴，金属加捻丝与聚合物纤维线编织得到包覆结构绳状弹性复合绳；将正极浆料负载在弹性复合绳表面得到弹性复合绳‑正极材料组合体；将其装入模具注入水凝胶预聚液引发成型得到弹性复合绳‑正极材料‑水凝胶组合体；将所述绳状编织线负载负极浆料干燥得到复合绳‑负极材料组合体；将复合绳‑负极材料组合体编织在预伸长弹性复合绳‑正极材料‑水凝胶组合体表面，装入套管并封装。该电池尺寸在毫米量级，具有良好的柔性同时具备可伸缩能力，制作成本较低。

Description

一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法。
背景技术
许多小型便携式电子设备例如手机、智能手表、智能眼镜、蓝牙耳机以及便携传感器、心脏起搏器等小型穿戴、植入设备由于其适用环境的特殊性，需要进一步为人体所适应，多为灵活且柔软的结构，对于其供能部件同样需要满足柔软、灵活的要求以适应环境的变化。对于可穿戴设备，需要有可靠的安全性，减少对人体的不良影响。因此，其供能设备必须具有足够的安全性，如不漏液、毒性低、不易燃等特点。目前柔性储能器件主要有柔性超级电容器与柔性电池两种，柔性超级电容器尽管具有循环稳定性好、快速充电、功率密度大等特性，但其不具备明显的工作电压平台，能量密度低，无法为需要特定电压区间的电子器件所用；柔性锂离子电池具有明显的电压工作平台，可为储能器件长时间供电，但相比传统的硬壳电池以及聚合物软包电池，其仍存在能量密度低的问题。柔性电池主要有平面(层状)结构、纤维状结构，目前主要以层状结构居多，其制备工艺较为简单，即分别制备集流体、正负两电极、电解质/隔膜，将其堆叠形成。该类电池主要具备弯曲、扭转的功能，可实现较大的容量负载，但对于该类型电池，较薄的电池柔韧性较好，但存在反复弯折下电极材料掉落导致的容量损失；对于较厚的层状柔性电池，在较厚一侧的柔韧性欠佳，这对于实际应用于柔性可穿戴设备降低了一定的舒适性。纤维状电池在弯曲、扭转的基础上，还可实现打结等柔性功能，如绳一样柔软，其小体积化使得舒适性大为增加。此外，一维的纤维状锂离子电池可编织为二维织物结构，进一步拓展了使用场景。但纤维状电池制备较为困难，且容量较低，在采用较便捷的方法实现低成本制备较高容量的纤维状锂离子电池仍是目前仍在研究的目标。
一维的纤维状锂离子电池由于其结构特殊性，需要对其每一部件进行设计，包括正负集流体、所负载的电极活性材料、电解质/隔膜以及封装材料。目前设计的纤维状电池大多以碳纳米管材料作为集流体，通过有粘结剂或无粘结剂的方式负载电极活性材料。碳纳米管材料的大量使用增加了制备成本，目前尚没有采用低成本原料实现稳定结构可大规模制备且安全性能高的可伸缩纤维状锂离子电池。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前纤维状锂离子电池制备成本高、安全性差、不可伸缩的问题，提供一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池的制备方法，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。
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，直径为0.02-0.1mm，优选直径0.03-0.05mm的304不锈钢。
步骤一中，所述加捻的股数为4-12股，优选加捻股数为4-8股。
步骤二中，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(PBO纤维)、聚酰亚胺纤维(PI纤维)或聚苯撑吡啶并二咪唑纤维(M5纤维)的一种或多种，聚合物纤维线纤度为10D-1500D；优选芳族聚酰胺纤维、芳族聚酯纤维，纤度为100D-400D。
步骤二中，编织所用总锭子数为6-24锭，优选8-16锭。所述弹性复合绳编织锭数为4-12锭，聚合物纤维线占锭数的1/6-1/2，优选4-8锭，聚合物纤维线所用锭子占数的1/3-1/2。所述复合绳的编织锭子数为4-8锭。
步骤二中，所述弹性体材质为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)聚苯乙烯-聚乙烯-聚丙烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、聚酯类热塑性弹性体(TPC)、热塑性硫化橡胶(TPV)、天然橡胶、丁苯橡胶、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种，弹性体为绳状结构，为相同直径的1-6根上述材料，每个单根弹性体直径0.3mm-1.0mm。
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；所述正极浆料干燥的干燥方式为鼓风干燥或真空干燥，干燥温度80℃-120℃，时间4-12h；所述负极浆料的干燥方式为鼓风干燥或真空干燥，干燥温度60℃-100℃，干燥时间4-12h。
步骤三中，所述负极浆料由负极活性材料、导电材料、粘结剂和溶剂组成。所述负极浆料中的负极活性材料为二氧化钒(VO2)、五氧化二钒(V2O5)、钒酸锂(LiV3O8)、聚酰亚胺(PI)、磷酸钛(Ti2P2O7)、磷酸钛锂(LiTi2(PO4)3)、二氧化锰(MnO2)的其中一种，优选磷酸钛锂、钒酸锂。导电材料为导电炭黑、乙炔黑、气相生长碳纤维、石墨烯、多壁碳纳米管、羧基化多壁碳纳米管、羟基化多壁碳纳米管、氨基化多壁碳纳米管中的其中一种或多种，溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮或水其中的一种，当溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮的其中一种时，粘结剂选用聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯六氟丙烯共聚物和聚氨酯其中的一种或多种，当溶剂为水时，粘结剂选用羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、羧甲基壳聚糖、瓜尔胶、卡拉胶、丁苯橡胶乳液、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮中的其中一种或多种。所述负极活性材料、导电材料、粘结剂的质量比为70-90：5-10：5-20，固体总质量与溶剂质量比为50:80-400，搅拌方式为磁力搅拌或机械搅拌，搅拌时长4-24h。
步骤四中，所述正极浆料由正极活性材料、导电材料、粘结剂和溶剂组成。正极活性材料为尖晶石锰酸锂(LiMn2O4)、层状锰酸锂(LiMnO2)、磷酸铁锂(LiFePO4)、镍钴锰酸锂(LiNixCo1-2xMnxO2)、镍钴铝酸锂(LiNixCo1-2xAlxO2)、磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)、镍酸锂(LiNiO2)中的其中一种，优选尖晶石锰酸锂、磷酸铁锂，导电材料、粘结剂、溶剂同步骤三，负极活性材料、导电材料、粘结剂的质量比、固体总质量与溶剂质量比及搅拌方式同步骤三。
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。丙烯酰胺用量为溶剂质量的12％-24％。N，N-亚甲基双丙烯酰胺用量为丙烯酰胺物质的量的0.5‰-2‰，优选的为1‰。引发剂溶剂质量0.1％-0.5％。
步骤四中，所述水凝胶预聚液中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、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、明胶、瓜尔胶和卡拉胶其中的一种或多种。
步骤四所述水凝胶预聚液中电解质为硫酸锂(Li2SO4)或硝酸锂(LiNO3)。所述水凝胶预聚液中电解质采用硫酸锂时，浓度为0.5-2mol·L-1，采用硝酸锂时，浓度为2-6mol·L-1，优选采用1-1.5mol·L-1硫酸锂。
步骤四所述水凝胶预聚液引发聚合的方式为加热、等离子体、辐射、微波、光照中的其中一种；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其中一种，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，催化剂质量为溶剂质量的0.1％-0.5％。温度25℃-80℃，聚合时间10min-3h；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，引发剂使用波长254nm-405nm，聚合时间10min-3h；所述引发的方式为等离子体、微波、辐射时无需使用引发剂，聚合时间10min-3h。
步骤四所述模具成型，即在弹性复合绳-正极材料组合体外套薄壁管型模具，管型模具材质为聚丙烯或低密度聚乙烯其中一种，塑料管内径3-8mm。塑料管一侧具有缝隙。将所述水凝胶预聚液通过注射的方式注入薄壁塑料管。引发成型后去除模具。
步骤五所述弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体预伸长比例为50％-400％，优选100％-200％。
步骤六所述套管的材料为硅胶、乳胶或聚氨酯中其中一种。
步骤六所述封装的材料为聚酰胺(PA)、聚酯(PES)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚酯酰胺(PEA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)类的热熔胶或聚二甲基硅氧烷中的其中一种或多种。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
1、凝胶电解质可同时起到隔膜和电解质的作用，可伸缩，毒性低，电解液不会泄漏。
2、正负极材料由粉末材料与溶剂混合而成，适用材料范围广。
3、电池组装环境要求低，在空气气氛中即可组装。
4、电池包覆结构较为稳定。
5、所用原材料成本低，可进行大规模连续化生产。
6、具有锂离子电池所具备的储能能力，可作为可穿戴器件的储能装置，同时具有较好的环境应变能力。
7、该电池尺寸在毫米量级，具有良好的柔性同时具备可伸缩能力，制作成本较低。
附图说明
图1为弹性复合绳的扫描电镜照片；
图2为注入水凝胶预聚液管型模具的示意图；
图3为电池比容量与充放电次数的关系示意图；
图4为电池弯曲条件下电压变化示意图；
图5为电池串联点亮LED灯的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。除非另有定义，下文中采用的专业术语与本领域相关技术人员通常理解的含义相同。本发明中所用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例1：
(1)将8根直径为0.03mm的304不锈钢丝加捻得到金属加捻丝。
(2)将6锭金属加捻丝与6锭136D芳纶聚合物线编织得到复合绳作为负极集流体。将6锭金属加捻丝与6锭136D芳纶聚合物线以1根直径为1.0mm的预拉伸150％的天然橡胶弹性体为轴编织到弹性复合绳作为正极集流体，如图1所示。弹性复合绳的可伸长幅度为80％。
(3)弹性复合绳浸涂正极浆料中，然后缓慢取出，80℃真空干燥12h得到弹性复合绳-正极材料组合体。正极浆料配比为0.35g锰酸锂，0.05g乙炔黑，0.10g聚偏氟乙烯，1.9gN-甲基吡咯烷酮，磁力搅拌时间6h。
(4)将弹性复合绳-正极材料组合体装入模具水凝胶预聚液光引发成型得到水凝胶电解质。模具为内径4mm的低密度聚乙烯管。水凝胶预聚液采用的水溶性聚合物为海藻酸钠，采用电解质为硫酸锂。取5g水加入0.05g的海藻酸钠，待溶解后加入0.55g的硫酸锂，充分溶解后除去气泡，再加入1.2g丙烯酰胺、2.6mgN，N-亚甲基双丙烯酰胺和0.0190g的1，2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，搅拌溶解得到水凝胶预聚液。将水凝胶预聚液装入注射器，通过塑料管型模具缝隙注射入塑料管模具中，如图2所示。再经过365nm波长光照射1h光引发聚合得到弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体，去除塑料管型模具。
(5)将复合绳浸入负极浆料中，然后缓慢取出，80℃真空干燥12h得到复合绳-负极材料组合体。负极浆料配比为0.4g锰酸锂，0.05g乙炔黑，0.05g聚偏氟乙烯，0.95gN-甲基吡咯烷酮，磁力搅拌时间8h。
(6)将复合绳-负极材料组合体编织在预伸长80％的弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体表面形成包覆结构的电池组合体，编织锭数为6锭。
(7)将电池组合体装入硅胶套管，用EVA热熔胶封装正负极两端与套管孔隙区域，制备得到一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池。
电池按活性材料计算0.1C下最大放电比容量40.58mAh/g，循环40次后放电比容量30.24mAh/g，如图3所示。
实施例2：
(1)将6根直径为0.05mm的316不锈钢丝加捻得到金属加捻丝。
(2)将12锭金属加捻丝与12锭200D涤纶聚合物线编织得到复合绳作为负极集流体。将12锭金属加捻丝与12锭200D涤纶聚合物线以预拉伸3根直径为0.5mm预伸长200％的SBS弹性体为轴编织到弹性复合绳作为正极集流体。弹性复合绳的可伸长幅度为100％。
(3)弹性复合绳刷涂正极浆料，100℃真空干燥10h得到弹性复合绳-正极材料组合体。正极浆料配比为0.4g磷酸铁锂，0.05g乙炔黑，0.05g聚偏氟乙烯六氟丙烯共聚物，0.05g聚氨酯，1.6gN，N-二甲基甲酰胺，机械搅拌时间6h。
(4)将弹性复合绳-正极材料组合体装入模具水凝胶预聚液热引发成型得到弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体。模具为内径5mm的聚丙烯管。水凝胶预聚液采用的水溶性聚合物为羧甲基纤维素钠，采用电解质为硝酸锂。取30g水加入0.45g的羧甲基纤维素钠，待溶解后加入8.27g的硝酸锂，充分溶解后除去气泡，再加入3g丙烯酰胺、13mgN，N-亚甲基双丙烯酰胺和0.03g的过硫酸铵，和0.03g四甲基乙二胺搅拌溶解得到水凝胶预聚液。将水凝胶预聚液迅速装入注射器，通过管型模具缝隙注射入模具中在25℃下热引发聚合10min得到弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体，去除管型模具。
(5)将复合绳刷涂负极浆料，60℃鼓风干燥10h得到复合绳-负极材料组合体。负极浆料制备方法为0.8g钒酸锂，0.1g乙炔黑，0.05g羧甲基纤维素钠，3.28g水机械搅拌8h，再加入0.125g40％质量分数丁苯橡胶水分散液机械搅拌4h。
(6)将复合绳-负极材料组合体编织在预伸长100％的弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体表面形成包覆结构的电池组合体，编织锭数为4锭。
(7)将电池组合体装入聚氨酯套管，用PES热熔胶封装正负极两端与套管孔隙区域，制备得到一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池。
该电池具有较好柔性，放电平台约为1.0V，如图4所示。将两个电池串联可点亮LED小灯泡，如图5所示。
实施例3：
(1)将4根直径为0.05mm的316L不锈钢丝加捻得到金属加捻丝。
(2)将6锭金属加捻丝与4锭1500D聚丙烯纤维聚合物线编织得到复合绳。将6锭金属加捻丝与4锭1500D聚丙烯纤维聚合物线以4根预拉伸400％的直径为0.3mm的TPU弹性体为轴编织到弹性复合绳。弹性复合绳的可伸长幅度为160％。
(3)弹性复合绳喷涂正极浆料，90℃真空干燥7h得到弹性复合绳-正极材料组合体。正极浆料配比为0.755g层状锰酸锂，0.05g乙炔黑，0.15g聚偏氟乙烯六氟丙烯共聚物，1.5g丙酮，机械搅拌时间5h。
(4)将弹性复合绳-正极材料组合体装入模具水凝胶预聚液辐射引发成型得到弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体。模具为内径4mm的聚丙烯管。水凝胶预聚液采用的水溶性聚合物为瓜尔胶，采用电解质为硫酸锂。取20g水加入0.05g的瓜尔胶，待溶解后加入4.4g的硫酸锂，充分溶解后除去气泡，再加入3.2g丙烯酰胺、10mgN，N-亚甲基双丙烯酰胺溶解得到水凝胶预聚液。将水凝胶预聚液迅速装入注射器，通过管型模具缝隙注射入模具中在γ射线辐照聚合3h得到弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体，去除管型模具。
(5)将复合绳喷涂负极浆料，75℃鼓风干燥8h得到复合绳-负极材料组合体。负极浆料制备方法为0.9g聚酰亚胺，0.05g乙炔黑，0.1g聚丙烯酸钠，6g水，机械搅拌4h。
(6)将复合绳-负极材料组合体编织在预伸长160％的弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体表面，得到电池组合体，编织锭数为8锭。
(7)将电池组合体装入乳胶套管，用聚酯酰胺热熔胶封装正负极两端与套管孔隙区域，制备得到一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池。
该电池在打结、拉伸情况下均具有良好的充放电稳定性。
实施例4：
(1)将12根直径为0.05mm的钛丝加捻得到金属加捻丝。
(2)将18锭金属加捻丝与4锭10D聚丙烯腈纤维聚合物线编织得到复合绳作为负极集流体。将18锭金属加捻丝与4锭10D聚丙烯腈纤维聚合物线以6根预拉伸300％的直径为0.8mm的乳胶弹性体为轴编织到弹性复合绳作为正极集流体。弹性复合绳的可伸长幅度为140％。
(3)弹性复合绳电泳沉积正极浆料，110℃真空干燥9h得到弹性复合绳-正极材料组合体。正极浆料配比为0.85g镍酸锂，0.1g乙炔黑，0.15g聚偏氟乙烯，3.0g N-N二甲基乙酰胺，磁力搅拌时间24h。
(4)将弹性复合绳-正极材料组合体装入模具水凝胶预聚液辐射引发成型得到弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体。模具为内径8mm的低密度聚乙烯管。水凝胶预聚液采用的水溶性聚合物为黄原胶，采用电解质为硫酸锂。取20g水加入0.1g的黄原胶，待溶解后加入3.3g的硫酸锂，充分溶解后除去气泡，再加入2.6g丙烯酰胺、10mgN，N-亚甲基双丙烯酰胺溶解得到水凝胶预聚液。将水凝胶预聚液迅速装入注射器，通过管型模具缝隙注射入模具中在微波下聚合30min得到弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体，去除管型模具。
(5)将复合绳电泳沉积负极浆料，85℃鼓风干燥7h得到复合绳-负极材料组合体。负极浆料制备方法为0.7g磷酸钛锂，0.1g乙炔黑，0.1g聚偏氟乙烯，2gN-甲基吡咯烷酮，磁力搅拌20h。
(6)将复合绳-负极材料组合体编织在预伸长140％的弹性复合绳-正极材料-水凝胶组合体表面，得到电池组合体，编织锭数为6锭。
(7)将电池组合体装入硅胶套管，用低密度聚乙烯热熔胶封装正负极两端与套管孔隙区域，制备得到一种可伸缩纤维状准固态水系锂离子电池。

Claims (10)

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，装入模具内部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。
9.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，在弹性复合绳-正极材料组合体外套薄壁管型模具，管型模具材质为聚丙烯或低密度聚乙烯，塑料管内径3-5mm，塑料管一侧具有缝隙，将所述水凝胶预聚液通过注射的方式注入薄壁塑料管，引发成型后去除模具。
10.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：步骤六中，所述套管的材料为硅胶、乳胶或聚氨酯中的一种；所述封装的材料为聚酰胺、聚酯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物类的热熔胶或聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
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