[發明專利]可拉伸復合電極以及可拉伸鋰離子電池

有效

• 申請號: 201810711900.5
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN110660964B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 于洋;王佳平;姜開利;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及可拉伸復合電極，包括一碳納米管活性物質復合層，該碳納米管活性物質復合層的表面具有多個褶皺，該碳納米管活性物質復合層包括多個交替層疊設置的碳納米管膜狀結構以及多個活性物質層，相鄰的兩個碳納米管膜狀結構之間設置有一個活性物質層，每個碳納米管膜狀結構包括多個層疊設置的超順排碳納米管膜，每個超順排碳納米管膜包括多個碳納米管，該多個碳納米管基本沿同一方向延伸。本發明還提供一種應用該可拉伸復合電極的可拉伸鋰離子電池。

技術領域

本發明涉及一種可拉伸復合電極及其應用該可拉伸復合電極的可拉伸鋰離子電池。

背景技術

可拉伸復合電極是可拉伸電子設備的重要組成部分。為了能夠與可拉伸電子設備的工作特點和工作環境相匹配，可拉伸復合電極主要需要滿足兩個要求：不同方向拉伸后優秀的電化學性能和耐不同方向反復拉伸的能力。

碳納米管薄膜具有良好的力學性能和電學性能，能夠作為導體，還能夠以不同方式同其他活性材料復合，獲得具有良好的電化學性能的復合電極。然而，現有的碳納米管復合電極只能在單一方向進行小應變的拉伸，不能夠承受多個方向反復大應變拉伸。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種能夠承受不同方向大應變反復拉伸的可拉伸復合電極及應用該可拉伸復合電極的可拉伸鋰離子電池。

一種可拉伸復合電極，包括一碳納米管活性物質復合層，其特征在于，該碳納米管活性物質復合層的表面具有多個褶皺，該碳納米管活性物質復合層包括多個碳納米管膜狀結構以及多個活性物質層，該多個碳納米管膜狀結構以及多個活性物質層交替層疊設置，且相鄰的兩個碳納米管膜狀結構之間設置有一個活性物質層，每個碳納米管膜狀結構包括多個超順排碳納米管膜，該多個超順排碳納米管膜層疊設置，每個超順排碳納米管膜包括多個碳納米管，該多個碳納米管基本沿同一方向延伸。

所述的可拉伸復合電極進一步包括一彈性基底，該碳納米管活性物質復合層設置在該彈性基底的表面。

一種可拉伸鋰離子電池，包括，正極，負極，電解液，正極極耳，以及負極極耳，所述正極極耳的一端與所述正極相連；所述負極極耳的一端與所述負極相連；所述電解液位于所述正極和負極之間；所述正極或/和負極采用上述可拉伸復合電極。

與現有技術相比，本發明提供的可拉伸復合電極的表面具有多個褶皺，該可拉伸復合電極或應用該可拉伸復合電極的可拉伸鋰離子電池在沿多個不同方向同時被拉伸時，該多個褶皺可以在多個不同的應變方向上同時展開，吸收應變，使可拉伸復合電極及其應用該可拉伸復合電極的可拉伸鋰離子電池在多個不同方向同時大應變反復拉伸時不容易斷裂。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的可拉伸復合電極的制備方法的流程圖。

圖2為本發明實施例提供的可拉伸復合電極的制備方法的示意圖。

圖3為本發明實施例提供的超順排碳納米管膜的掃描電子顯微鏡照片。

圖4為本發明實施例1中PDMS/超順排碳納米管膜/Li(NiCoMn)_1/3O₂復合正極的掃描電子顯微鏡照片。

圖5為本發明實施例2中PDMS/超順排碳納米管膜/Li₄Ti₅O₁₂復合負極的掃描電子顯微鏡照片。

圖6為本發明實施例1和對比例1中的可拉伸復合正極沿不同方向拉伸時電阻隨應變的變化關系圖。

圖7為本發明實施例2和對比例2中的可拉伸復合負極沿不同方向拉伸時電阻隨應變的變化關系圖。

圖8為本發明實施例1中復合正極在經過2000次0～150％循環拉伸前后的表面形貌圖。

圖9為本發明實施例2中復合負極在經過2000次0～150％循環拉伸前后的表面形貌圖。