[發(fā)明專利]鋰離子電池極組中原位聚合導電聚苯胺的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410180800.6 | 申請日： | 2014-04-30 |
| 公開（公告）號： | CN103928714B | 公開（公告）日： | 2017-03-22 |
| 發(fā)明（設計）人： | 汪芳;徐子福;王岑;韓松;潘麗群;趙陽雨;李喆 | 申請（專利權(quán)）人： | 安普瑞斯（無錫）有限公司 |
| 主分類號： | H01M10/058 | 分類號： | H01M10/058;H01M4/62;C25D9/02;C08G73/02 |
| 代理公司： | 南京鐘山專利代理有限公司32252 | 代理人： | 戴朝榮 |
| 地址： | 214101 江蘇省無錫*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鋰離子電池 極組中 原位 聚合 導電 苯胺 方法 | ||
技術(shù)領域
本發(fā)明涉及導電聚合物聚苯胺的合成與應用，尤其是涉及一種鋰離子電池極組中原位聚合導電聚苯胺的方法。
背景技術(shù)
與其它二次電池相比，鋰離子二次電池在工作電壓、質(zhì)量比能量、自放電率、記憶效應、循環(huán)壽命及環(huán)境影響等方面具有明顯的優(yōu)勢。各國政府也在以各種形式推動鋰電池行業(yè)的發(fā)展。影響鋰離子電池性能的關(guān)鍵材料中有正極、負極活性材料等。與石墨類負極活性材料相比，正極活性材料本身的電導率都很低，電導率為10-9～10-4S/cm，為了在正極活性材料周圍形成電導率高的導電網(wǎng)絡，必須添加導電劑。導電劑的電導率愈高時，充、放電時電極的極化程度就愈小，容量發(fā)揮就愈高。硅或其它非石墨類作為負極有著石墨類負極無法比擬的優(yōu)點，卻同樣存在導電性不佳的問題，選擇合適的導電劑日趨重要。
鋰離子電池中理想的導電劑應具有電導率高、能與活性材料混合、性能穩(wěn)定、來源廣、價格低等優(yōu)點。現(xiàn)有的導電劑中，金屬顆粒易氧化，乙炔黑的電導率不夠高，碳纖維和碳納米管的長徑比太大、難以混合均勻。
最近，導電聚合物引起了極大的關(guān)注。物質(zhì)的導電過程是載流子在電場作用下定向移動的過程。金屬導電是由于金屬中大量的自由電子，在電場的作用下定向移動。聚合物導電的機理比較復雜，其本身的電導率范圍亦極大，從絕緣體、半導體到導體，電導率從10-18S/cm到104S/cm。部分導電聚合物經(jīng)過合適的摻雜后，其電導率能達到金屬水平。例如，聚乙炔PA經(jīng)過摻雜后的室溫電導率為103S/cm，達到金屬水平，比摻雜前的電導率10-9S/cm提高了12個數(shù)量級。由于導電聚合物在光電子器件、能源材料、傳感器、電子屏蔽和腐蝕防護等方面有著極大的應用前景，因而引起人們極大的關(guān)注，聚苯胺是其中一種很重要的導電聚合物。已經(jīng)發(fā)展了多種導電聚合物聚苯胺的合成方法，如化學法，模板法等。但要得到加工性能好、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)均勻、導電率高的導電聚合物仍然面臨著一定的困難。
目前的文獻報道中Sadia,Science?of?Advanced?Materials；林雪，電化學聚合；范長嶺，博士論文；李永舫，電化學。所用的工藝大多為“先合成再應用”，很少在鋰離子電池的制成中，原位聚合導電聚苯胺。但是目前缺乏一種工藝簡單、低碳環(huán)保，電池容量，倍率性能和存儲性能優(yōu)異的鋰離子電池極組中原位聚合導電聚苯胺的方法。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種電池容量，倍率性能和存儲性能優(yōu)異的鋰離子電池極組中原位聚合導電聚苯胺的方法。
為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種鋰離子電池極組中原位聚合導電聚苯胺的方法,所述電池的正極片包括正極活性材料、粘結(jié)劑、導電劑和集流體,包括如下步驟：
(1)在容器中加入電解液，在攪拌器攪拌的同時先加入苯胺單體，然后加入電解質(zhì)，測量電解液的pH值，將電解液的pH值的范圍調(diào)節(jié)至3～5，在手套箱中進行，采用惰性氣體進行保護；
組裝電池極組，注入含有苯胺單體的電解液到電池中，進行密封，在溫度范圍為35℃～45℃時，靜置16h～32h；
(2)對電池施加電流，使均勻分散在正極活性材料表面的苯胺單體發(fā)生聚合，得到聚苯胺；
(3)將該電池室溫靜置16～32h。
進一步地，在步驟(1)中，所述苯胺單體濃度為0.01mol/L～1mol/L，所述電解質(zhì)的濃度為苯胺單體濃度的10％至100％；通過加入電解液添加劑調(diào)節(jié)pH值；所述密封為真空封口；在步驟(3)中，將該電池室溫靜置24h。
進一步地，在步驟(2)中，施加電流時，通過調(diào)節(jié)電池的充電電壓范圍和充電電流范圍來調(diào)整聚合反應過程，得到聚苯胺；
所述電池的充電電壓范圍為0.1V到1.0V，充電電流范圍為0.01C到0.2C。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于安普瑞斯（無錫）有限公司，未經(jīng)安普瑞斯（無錫）有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201410180800.6/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
