[發明專利]一種高彈性多孔電極的制備方法

在審

• 申請號: 201810149089.6
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108390016A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 王曉峰;吳成軍;李濱
• 申請（專利權）人: 廣州廣華精容能源技術有限公司;清華珠三角研究院
• 主分類號: H01M4/1393
• 分類號: H01M4/1393;H01M4/1391;H01G11/86
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李富華

本發明公開了屬于電化學儲能技術領域的一種高彈性多孔電極的制備方法。所述方法包括：將活性物質、高彈性粘結劑、導電劑、添加劑進行混合分散，以形成混合物；對所述混合物進行輥壓，以形成活性物質高彈性膜；將導電膠涂在集流體上形成導電粘性涂層；將高彈性活性物質膜和表面形成導電粘性涂層的集流體進行熱壓復合，得到高彈性多孔電極。本發明可以用于超級電容器極片的生產，鋰離子電池極片的生產，燃料電池極片的生產等高彈性電極的生產過程中。可以進行大規模生產，并且生產過程中無溶劑揮發造成環境污染，大大降低了成本，生產速度快，制造成本低。

技術領域

本發明屬于電化學儲能技術領域，特別涉及一種高彈性多孔電極的制備方法。

背景技術

電化學電源作為儲能元器件已經受到了廣泛的使用，隨著我國動力電源產業的發展，對電化學電源的需求量越來越大，對其性能要求越來越高。電極是化學電源的核心，電極性能參數決定了電源本身的性能，高彈性電極解決了電源加工時活性物質容易脫落造成自放電大、一致性差的缺點。高彈性電極同時解決了電源卷繞過程中容易斷片等缺點。高彈性電極解決了活性物質在充放電過程中體積變化造成的活性物質脫落失效問題。高彈性電極及其制作方法可以廣泛的應用到鋰離子電池、超級電容器等電化學電源中。

發明內容

本發明的目的是提供一種高彈性多孔電極的制備方法，其特征在于，所述高彈性電極的制備包括：

1）先將活性物質、高彈性粘結劑、導電劑、添加劑進行混合分散，以形成混合物；所述混合物的總質量中包括高彈性粘結劑1 wt %-20 wt %，導電劑0.5 wt %-30 wt %，活性物質50 wt %-98 wt %,添加劑0.5 wt %-1 wt %；

2）對混合分散后的混合物進行多次輥壓，以形成活性物質高彈性膜；

3）將導電膠涂在集流體表面，形成導電粘性涂層；

4）將高彈性活性物質膜和表面形成導電粘性涂層的集流體進行熱壓復合，得到高彈性多孔電極。

所述活性物質為粉體粒徑范圍0.1至2μm，并且選取活性炭、氣凝膠炭、炭納米管、改性炭納米管材料、石墨烯、改性石墨烯材料、活性炭與石墨烯復合材料、活性炭與炭納米管復合材料、中間相碳微球、天然石墨、改性石墨、包覆石墨、人造石墨、焦炭、硅粉、硅線鋰離子電池使用的含鋰元素的正極粉體材料、鋰離子電池負極使用的含鋰元素的負極粉體材料之一種或一種以上的混合物。

所述高彈性粘結劑為固體或者粉體，其分子量為10萬到100萬的粘結劑，并且選取三元乙丙橡膠、丙烯酸樹脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡膠、丁腈橡膠去甲基纖維素鈉之一種或一種以上的混合物。

所述導電劑為粉體，乙炔黑、科琴黑、導電纖維、導電石墨、金屬絲之一種或一種以上的混合物。

所述添加劑為橡膠或塑料加工助劑；并且選取增強劑、防老化劑、硫化劑、增塑劑之一種或一種以上的混合物。

所述步驟1）的混合分散方式采用開放式雙棍混合分散、單螺桿密封式混合分散、雙螺桿密封式混合分散、多螺桿密封式混合分散、雙行星式混合分散、球磨式混合分散；混合分散時間為5至360分鐘。

所述步驟2）的混合物進行輥壓采用熱扎工藝；輥壓溫度為120℃-200℃；對混合物進行多次的熱輥壓，從而形成連續的高彈性活性物質膜。

所述為集流體選自銅箔、鋁箔或者有粘性的導電高分子薄膜。

所述導電膠由導電炭黑、導電石墨、石墨烯、炭納米管中的一種或者多種跟水系粘結劑或者油系粘結劑調成糊狀，并通過凹版涂布或者線棒涂布法在集流體表面形成固態狀的導電粘性涂層。