本发明属于一种用2d木质细胞壁薄膜制作电极固体电解质界面膜的方法。
背景技术：
1、在木材细胞壁中，纤维素微纤丝作为力学增强相分布在细胞壁的初生壁和次生壁中，并逐层缠绕沉积，使得细胞壁具有多层级结构。在细胞壁次生壁s2层中，纤维素、半纤维素、木质素形成紧密堆叠的聚集体薄层，这是细胞壁机械性能的主要承载体，且具有层状、片状、带状等独特的微观结构，表现出机械、热力、光学、流体和离子性质和功能。
2、固体电解液界面膜（sei）作为金属电极和电解液之间的纳米级尺度钝化层，可以终止金属电极和电解液之间的持续反应。然而，普通电解液衍生的sei均匀性和机械稳定性差。sei不均匀性导致金属离子通量在空间上不均匀，进一步导致沉积/脱出不均匀。同时，sei的机械稳定性较差，在不均匀的金属沉积/脱出过程中，应力分布不均匀会导致sei破裂，再次引发活性金属与电解液反应。因此，原位调控sei组成结构以协同提高sei均匀性和机械稳定性，缓解活性金属和电解液之间的持续反应，对稳定金属电极和提升金属电池循环寿命至关重要。
3、因此，现迫切需要一种绿色环保、成本低廉、简单易行而又兼具机械稳定性、均匀离子通量、晶格匹配的2d木质细胞壁薄膜作电极固体电解质界面膜的开发，以求实现高性能、绿色化和长循环寿命的储能电极的创新性探索。
技术实现思路
1、本发明的目的是一种用2d木质细胞壁薄膜制作电极固体电解质界面膜的方法，是实现绿色环保、成本低廉、简单易行而又兼具机械稳定性、均匀离子通量、高性能、长循环寿命、晶格匹配的2d木质细胞壁薄膜作电极固体电解质界面膜的方法。
2、为此，本发明的一种用2d木质细胞壁薄膜制作电极固体电解质界面膜的方法，包括，制备含有大片细胞壁2d片层材料的上清液，还包括如下步骤：
3、（1）取含有大片细胞壁2d片层材料的上清液100～200 ml于抽滤瓶中，真空抽滤24h至凝胶状，得细胞壁2d凝胶；
4、或，取含有大片细胞壁2d片层材料的上清液100～200 ml于抽滤瓶中，真空抽滤2～10 h，得细胞壁2d上清液；
5、（2）将金属箔片裁剪成直径为14 mm的圆形电极片，将电极片展平，在电极片上均匀布设厚0.5mm～0.9 mm的细胞壁2d凝胶，得覆盖细胞壁2d电极片；
6、或，将金属箔片裁剪成直径为10～40 mm的圆形电极片，将电极片展平，在电极片上均匀布设厚0.5mm～0.9 mm的细胞壁2d上清液，得覆盖细胞壁2d电极片；
7、（3）将覆盖细胞壁2d电极片置于-70℃冷冻4～7h，再将其置于冷冻干燥机中，干燥72h，得到原位生长在电极表面的木基电极固体电解质界面膜。
8、作为上述技术方案的进一步描述：第（2）步骤中对细胞壁2d上清液与细胞壁2d凝胶的选择依据电极片金属材质确定，对于活泼金属制成的电极片选用细胞壁2d凝胶作为布设固体电解质界面膜材料且在充满惰性气体中进行布设，惰性金属制成的电极片选用细胞壁2d上清液作为布设固体电解质界面膜材料。
9、作为上述技术方案的进一步描述：所述的电极片上可均匀布设有通孔，通孔直径0.3～0.5mm，相邻通孔相错设置，平均每2～3mm2分布一个通孔。
10、作为上述技术方案的进一步描述：所述的在电极片上均匀布设细胞壁2d片层材料为刮涂、滴定、浸泡方法中任选一种。
11、作为上述技术方案的进一步描述：在电极片上均匀刮涂细胞壁2d凝胶时，刮刀刻度为0.5～1.2 mm，刮涂至电极片表面完全覆盖细胞壁2d凝胶为止。
12、作为上述技术方案的进一步描述：在电极片上均匀滴定细胞壁2d上清液时，将电极片平铺，在电极片一端滴加5～6滴上清液，滴定至电极片表面完全覆盖细胞壁2d为止。
13、作为上述技术方案的进一步描述：用浸泡方法在电极片上均匀布设细胞壁2d上清液时，将电极片完全浸泡在细胞壁2d上清液中，浸泡时间小于12h。
14、作为上述技术方案的进一步描述：所述的制备含有大片细胞壁2d片层材料的上清液是：
15、（1）称取一定量木材，所述的木材为任意品种木材，呈绝干状态，将木材处理成0.5cm ×2 mm × 2 mm的木块，将木块与2wt%的碱性溶液按质量比1:50混合，在90℃温度下搅拌2h，反应后，利用蒸馏水反复洗涤至木块的ph呈中性；
16、（2）将ph呈中性的木块，ph=6 .8～7 .0的磷酸缓冲液，搅拌均匀后，再加入5.7 ml（5%有效氯）次氯酸钠、0.384 g tempo氧化剂、6.8 gnaclo2，85℃加热搅拌2h，反应结束后，加入10 ml乙醇，停止反应1～2h，排除反应液，用超纯水冲洗后浸泡24h；
17、（3）将洁净木块与纯水混合后，进行超声处理，超声功率为1050w、额定功率1500w，选择70%额定功率，处理时间为2 h，每30 min暂停30 min，静止沉淀24h，取上清液，得含有大片细胞壁2d片层材料的上清液。
18、作为上述技术方案的进一步描述：所述的超声处理时间为范围最好在70 min～150 min之间。
19、作为上述技术方案的进一步描述：所述的木块与2wt%的碱性溶液的质量比在1:30～1:100之间。
20、本发明方法有如下优点：
21、1、本发明实现了实现绿色环保、成本低廉、简单易行而又兼具机械稳定性、均匀离子通量、高性能、长循环寿命、晶格匹配的2d木质细胞壁薄膜作电极固体电解质界面膜的研发，是实现高性能、绿色化和长循环寿命的储能电极的创新性探索，是对于电极固体电解质界面膜的一次突破式颠覆，有着巨大的市场潜力。
22、2、本发明采用原位生长的方式，使2d木质细胞壁薄膜自发聚集在电极表面。因此，形成的sei层相比于非原位生长，晶格匹配度更高，晶格连续和致密，稳定性更强，机械强度优异。
23、3、用本发明方法制备生长2d木质细胞壁薄膜的电极片，相比于己有的商业电极片循环寿命提升100倍以上，且优于已报道的大部分固体电解质界面膜，且导电性能与原电极片相比没有差异，表现出相当的电化学性能。
24、4、本发明方法还具有无毒、无环境污染等优点，本发明使用的原料是以木材、以及植物纤维等生物质为原料，来源广泛、廉价、可再生。
1.一种用2d木质细胞壁薄膜制作电极固体电解质界面膜的方法，包括制备含有大片细胞壁2d片层材料的上清液，其特征在于：还包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第（2）步骤中对细胞壁2d上清液与细胞壁2d凝胶的选择依据电极片金属材质确定，对于活泼金属制成的电极片选用细胞壁2d凝胶作为布设固体电解质界面膜材料且在充满惰性气体中进行布设，惰性金属制成的电极片选用细胞壁2d上清液作为布设固体电解质界面膜材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的电极片上可均匀布设有通孔，通孔直径0.3～0.5mm，相邻通孔相错设置，平均每2～3mm2分布一个通孔。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的在电极片上均匀布设细胞壁2d片层材料为刮涂、滴定、浸泡方法中任选一种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在电极片上均匀刮涂细胞壁2d凝胶时，刮刀刻度为0.5～1.2 mm，刮涂至电极片表面完全覆盖细胞壁2d凝胶为止。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在电极片上均匀滴定细胞壁2d上清液时，将电极片平铺，在电极片一端滴加5～6滴上清液，滴定至电极片表面完全覆盖细胞壁2d为止。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：用浸泡方法在电极片上均匀布设细胞壁2d上清液时，将电极片完全浸泡在细胞壁2d上清液中，浸泡时间小于12h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的制备含有大片细胞壁2d片层材料的上清液是：
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的超声处理时间为范围最好在70 min～150 min之间。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的木块与2wt%的碱性溶液的质量比在1:30 ～1:100之间。
