[發明專利]一種雙離子電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201810035623.0
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108321394A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 林孟昌;呂子川;韓梅;孫軍輝
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: H01M4/587
• 分類號: H01M4/587;H01M10/05;H01M10/0566;H01M10/0585
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

1.一種雙離子電池，包括正極、負極、介于正極和負極之間的隔膜與電解液，其特征在于，所述正極和負極均由石墨和粘合劑混合制備得到，所述電解液為離子液體。

2.根據權利要求1所述的雙離子電池，其特征在于，所述正極和負極的活性物質均為鱗片石墨或熱解石墨。

3.根據權利要求1所述的雙離子電池，其特征在于，所述粘合劑為聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯丁二烯共聚物、氟化橡膠、聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸乙酯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚己內酞胺、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚丙烯酸，及其衍生物、混合物或共聚物。

4.根據權利要求1所述的雙離子電池，其特征在于，所述粘合劑為聚丙烯腈和聚丙烯酸的共聚物。

5.根據權利要求1所述的雙離子電池，其特征在于，離子液體的陽離子為咪唑類陽離子、吡啶類陽離子、吡咯烷類陽離子或銨類陽離子中的一種或幾種，離子液體的陰離子為四氟硼酸根離子、六氟磷酸根離子或氯鋁酸根離子一種或幾種。

6.根據權利要求1所述的雙離子電池，其特征在于，所述離子液體為摩爾比為1：1的DMPICl-AlCl₃離子液體；所述DMPICl全稱1,2-Dimethyl-3-propylimidazolium chloride，別名1，2-Dimethyl-3-propyl-1H-imidazoliumchloride，中文名稱為氯化1,2-二甲基-3-丙基咪唑，分子式C₈H₁₅ClN₂，結構式為：

7.根據權利要求1所述雙離子電池，其特征在于，所述隔膜為玻璃纖維。

8.根據權利要求1～7任意一項所述雙離子電池，其特征在于，所述雙離子電池的電壓為1～4.2V，庫倫效率為96％-98％，容量為50-55mAh/g，電流密度為20mA/g-100mA/g。

9.一種雙離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、電極漿料的制備：稱取石墨和粘合劑；在稱取的粘合劑中加入去離子水，用攪拌器將粘合劑攪拌均勻，并分次不斷加入石墨；攪拌直至漿料均勻有光澤，混合均勻后制成電極漿料；

步驟2、電極極片的制備：用酒精對金屬箔清洗、去污；將步驟1制成的電極漿料涂在金屬箔上；將涂布后的金屬箔放入電熱恒溫干燥箱中烘烤，裁成50mm寬×50mm長的正負極片；

步驟3、電池袋的制備：在正負極片相應的位置點焊正負極純鎳制寬極耳，再將正極片、隔膜以及負極片疊合在一起；將疊合后的電極裝入耐腐蝕高分子材料所制成的半密封袋中，將半密封袋裝進鋁塑膜袋中僅露出鎳制正負極耳，然后熱封制成半密封軟包袋裝電池，并進行烘干處理；

步驟4、電池的制備：在手套箱中制備離子液體；將烘干后的電池袋轉入惰性氣體環境的手套箱中，加入離子液體作為電解液至確保隔膜完全浸潤，將其密封制成軟包袋裝電池。

10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1中的石墨和粘合劑的質量比為94:6-96:4；粘合劑的質量濃度為1％-5％；加入石墨后攪拌時間為1.5h-2.5h；電極漿料的固含量為35％-45％；所述步驟2中的金屬箔的厚度為0.03mm，烘烤溫度為55-65℃，烘烤時間為1.5h-2.5h，正負極片的裝載量為8-9mg/cm²；所述步驟3中的寬極耳的厚度為4mm，隔膜的厚度為0.01-0.5mm，烘干溫度為55-65℃，烘干時間為1.5-2.5h；所述的雙離子電池為制成軟包袋裝多層折疊的方形、單層扣式等常見的多種形式與規格中的任一種。