[發(fā)明專利]一種可彎折電池負極材料及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710024621.3
• 申請日: 2007-06-25
• 公開（公告）號: CN101335343A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 耿世達
• 申請（專利權）人: 晟茂（青島）先進材料有限公司
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發(fā)明涉及一種電池材料，尤其是涉及一種可彎折電池負極材料及其制造方法。

背景技術

便攜式電子儀器技術日新月異，對于輕薄電池的要求亦愈來愈高。日本早稻田大學科學家最近研發(fā)出一款輕薄如紙、可彎曲的聚合物充電池，外形恍如一塊軟膠片。在厚僅二百納米、具活躍氧化還原作用的高分子薄膜內，附有一層高密度電荷載體，可大大加快電池的充電和放電效率。相對其他有機物料電池，這款「軟膠電池」電率表現極高，只花一分鐘就能完全充電，而且壽命很長，可充電逾一千次。研究人員利用溶液處理方法制造這種新一代電池，將可溶聚合物覆蓋于一層薄膜，然后接受紫外線照射，令聚合物之間產生化學作用，把電力貯存。

日本NEC公司也已開發(fā)出可以卷起來的超薄型充電電池，這種電池不含金屬，利用有機材料制成，30秒可完成充電，厚度0.3毫米，電壓3.7伏。制造電池使用的原材料是一種塑料，稱為“有機游離基材料”，加工成薄膜后安裝上電極制成充電電池。這種電池柔韌性很強，用手可以卷成圓筒狀。可廣泛應用于IC卡和電子紙等薄型電子裝置。新開發(fā)的電池植入IC卡成為內置電源后，可使IC卡通過無線方式向遠處傳遞信息，將給人的生活帶來很多方便，例如，只要把可作為車票使用的IC卡裝入衣服口袋里，就可以在剪票口順利通過。另外，該電池也可以作為電子紙的電源使用，使電子紙顯示裝置更薄更輕。

本發(fā)明的材料可以應用于可彎折電池片的負極材料，可彎折電池的正極材料根據客戶需求選擇。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種可彎折電池負極材料及其制造方法，它能滿足現有技術的上述需求。

為實現上述目的，本發(fā)明給出可彎折電池負極材料組份，組份有膨脹石墨、鱗片石墨納米粉、納米二硫化鉬、聚異丁烯等橡膠材料，各組份材料的重量百分數范圍為膨脹石墨10-30％、鱗片石墨納米粉8-20％，納米二硫化鉬2-5％，橡膠材料45-80％。

在上述可彎折電池負極材料中，所述的膨脹石墨的粒度為30目至200目，膨脹倍數100-500倍，含碳量90％以上，含灰份少于0.1％，水份少于0.1％，含硫量300ppm以下，含鐵量0.01％以下。

在上述可彎折電池負極材料中，所述的鱗片石墨納米粉的粒度為100nm以下，含碳量90％以上，??含灰份小于0.1％，水份小于0.1％，含硫量300ppm以下，含鐵量0.01％以下。

在上述可彎折電池負極材料中，所述的納米二硫化鉬D50為0.1-3微米，比表面積大于40m²/g。

在上述可彎折電池負極材料中，所述的橡膠材料為可以進行輥壓和雙向拉伸的所有橡膠材料，尤其是聚異丁烯。

為實現上述目的，本發(fā)明所述可彎折電池負極材料制造方法之一為，

(1)配料：按以下重量百分比稱取配料，膨脹石墨10-30％、鱗片石墨納米粉8-20％，納米二硫化鉬2-5％，橡膠材料45-80％。

(2)混合：將上述原料放入反應釜中，在150-170℃溫度下進行混合1-5小時；

(3)成型：經輥壓成型，輥溫100-250℃，輥壓時工作壓力為100-300MPa；

(4)包裝：采用真空包裝機進行真空包裝。

為實現上述目的，本發(fā)明所述可彎折電池負極材料制造方法之二為，

(1)配料：按以下重量百分比稱取配料，膨脹石墨10-30％、鱗片石墨納米粉8-20％，納米二硫化鉬2-5％，橡膠材料45-80％。

(2)混合：將上述原料放入雙螺桿擠出機中加熱至150-170℃混合，熔融擠出片材或厚膜，擠出時的工作壓力為120-300MPa；

(3)成型：在100-150℃下，通過雙向拉伸機，同時或分別在垂直的兩個縱向方向和橫向方向上對擠出機擠出的片材或厚膜進行拉伸，使分子鏈或結晶面在平行于薄膜的平面方向進行了取向而有序排列，然后在拉緊狀態(tài)下熱定型，使取向的大分子結構固定下來，最后經過適當的冷卻或熱處理制成薄膜；

(4)包裝：采用真空包裝機進行真空包裝。

采用本發(fā)明制造方法得到的可彎折電池負極材料，其厚度為0.01～2.0mm；其導電性能為1cm²導電膜的電阻小于40歐姆，測量可從任意點進行；其導電方向平行于膜的表面(x、y軸的方向)，上下表面之間的電阻小于10歐姆。