[發(fā)明專利]一種柔性一體化有機自由基電極的制備方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010191160.0 | 申請日： | 2010-06-03 |
| 公開（公告）號： | CN102270761A | 公開（公告）日： | 2011-12-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 戴揚;解晶瑩;高蕾;張熠霄;王可 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海空間電源研究所 |
| 主分類號： | H01M4/1399 | 分類號： | H01M4/1399 |
| 代理公司： | 上海航天局專利中心 31107 | 代理人： | 金家山 |
| 地址： | 200233 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 柔性 一體化 有機 自由基 電極 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電化學(xué)儲能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性一體化有機自由基電極的制備方法。
背景技術(shù)
自從2002年，K.Nakahara報道了以一種新型有機高分子氮氧自由基材料作為可充電電池的正極材料(請參考文獻(xiàn)Chemical?Physics?Letters?359(2002)351-354)以來，眾多有關(guān)專利報道了各種以氮氧自由基材料作為電極材料的電池的應(yīng)用。同時，日本NEC公司也推出了以有機自由基高分子材料為正極材料的有機自由基電池，這種電池具有循環(huán)壽命長、充放電速率快、可加工性好、對環(huán)境友好等諸多優(yōu)點，可在電子產(chǎn)品，電子工業(yè)，通信產(chǎn)業(yè)，軍事領(lǐng)域等方面得到應(yīng)用。
而如何使用有機高分子自由基制備可充電電池，成為業(yè)內(nèi)興起的技術(shù)，例如申請?zhí)枮?00710035972.4的中國發(fā)明專利公開了一種采用有機自由基聚合物鋰電池的制備方法，其正極片的制備特征是將制備好的漿料采用涂布機涂抹在鋁箔上干燥后進(jìn)行裁剪成正極片。
但是，上述專利以及現(xiàn)有技術(shù)制備電池的方法都存在以下的缺陷：
首先，由于有機自由基高分子材料屬于氧化還原聚合物，本征導(dǎo)電性很差，在傳統(tǒng)電極制備中需要加入大量的導(dǎo)電劑(比如價格昂貴的氣相沉積碳納米纖維)，加入導(dǎo)電劑一般占到電極的重質(zhì)量的50％，從而很大程度上造成電極整體能量密度降低；
其次，還需要將高分子與導(dǎo)電劑良好的分散，再涂覆于金屬集流體上。這樣既需要繁瑣工藝，又對設(shè)備提出了較高的要求；
再次，涂覆在傳統(tǒng)的金屬箔上會影響電極的柔性及減小電極可彎曲性，極大程度上地限制了電極的使用范圍。
因此，為了使有機自由基電池能夠在廣闊的空間得于應(yīng)用，亟需對電極的制備方法進(jìn)行改進(jìn)。。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種柔性一體化有機自由基電極的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)制備的電池整體能量密度較低，彎曲性能差，且制備工藝繁瑣的技術(shù)問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：
一種柔性一體化有機自由基電極的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：使用微波爐對碳布進(jìn)行改性處理1小時，并進(jìn)行清洗；
步驟2：將有機自由基高分子材料溶解在N-甲基-吡咯烷酮溶劑中，并將處理過的碳布浸漬在溶液中持續(xù)4小時；
步驟3：在60℃的條件下，在真空烘箱中將溶液蒸發(fā)，以制得電極；
步驟4：用制得的復(fù)合電極進(jìn)行裝配，并進(jìn)行充放電處理。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性一體化有機自由基電極的制備方法，所述步驟1進(jìn)一步包括：步驟1.1：將10cmx10cm的正方形碳布浸漬在1M的堿性溶液，進(jìn)行微波改性的微波功率為1000W。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性一體化有機自由基電極的制備方法，所述步驟1進(jìn)一步包括：步驟1.1：將10cmx10cm的正方形碳布浸漬在1M的ZnCl2溶液，進(jìn)行微波改性的微波功率為1000W。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性一體化有機自由基電極的制備方法，所述有機自由基高分子材料為聚降冰片烯衍生物有機自由基高分子材料或聚4-甲基丙烯酰氧基-2，2，6，6-四甲基-哌啶醇氮氧自由基其中之一。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性一體化有機自由基電極的制備方法，在所述步驟4進(jìn)一步包括：步驟4.1：將制備所得復(fù)合電極沖成直徑14mm的小圓片作為正極，以金屬鋰片作為負(fù)極，以1M?LiPF6/EC-DEC作為電解液，裝配在電池構(gòu)型為2016扣式電池中；步驟4.2：在2-4V之間充放電，充電平臺在3.6V左右，而放電容量在3.6V左右。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性一體化有機自由基電極的制備方法，所述電解液中1M?LiPF6/EC-DEC的體積比為3∶7。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性一體化有機自由基電極的制備方法，所述碳布包括碳紙、碳?xì)忠约疤技{米管、碳纖維或者石墨烯等各種碳材料制備的布或者紙。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性一體化有機自由基電極的制備方法，所述堿性溶液為NaOH、LiOH、KOH其中之一。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的柔性一體化有機自由基電極的制備方法，在步驟4中，1C的放電容量為101mAh/g或107mAh/g。
由于采用了以上的技術(shù)特征，使得本發(fā)明的方法相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下的優(yōu)點和積極效果：
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