[發(fā)明專(zhuān)利]一種無(wú)粘結(jié)劑無(wú)導(dǎo)電劑的鋰二氧化碳電池極片及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811066113.6
• 申請(qǐng)日: 2018-09-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109167018B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜濤;周立峰;劉麗影;盧懷宇;曲燕萍;曹磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/13
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/13;H01M4/133;H01M4/139;H01M4/1393
• 代理公司: 北京易捷勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國(guó)勝

本發(fā)明屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)粘結(jié)劑無(wú)導(dǎo)電劑的鋰二氧化碳電池極片及制備方法。該方法包括如下步驟：S1、將已去掉表面氧化層的泡沫鎳置于銅鹽溶液中，后清洗并干燥；S2、將干燥后的泡沫鎳置于一混合溶液中進(jìn)行水熱反應(yīng)，后取出清洗、干燥，得到電池極片前驅(qū)體；所述混合溶液中含有銅離子、鎳離子，并加入了均相沉淀劑；S3、將所述電池極片前驅(qū)體置于含S^2?的溶液中反應(yīng)，后取出清洗、干燥，得到電池極片。該方法無(wú)需使用粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑，制作工序簡(jiǎn)單、成本低廉，同時(shí)保證二氧化碳?xì)怏w的有效擴(kuò)散。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)粘結(jié)劑無(wú)導(dǎo)電劑的鋰二氧化碳電池極片及制備方法。

背景技術(shù)

二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的主要元兇之一，如何減少二氧化碳排放和利用二氧化碳資源是全世界亟待解決的課題之一，碳捕集與封存技術(shù)(CCS)以及由此產(chǎn)生的碳捕集、封存和利用技術(shù)(CCUS)成為科研熱點(diǎn)。

作為CCUS的應(yīng)用形式之一，鋰二氧化碳電池也在近幾年被廣泛關(guān)注。由于二氧化碳和鋰發(fā)生氧化還原反應(yīng)：4Li+3CO₂←→2Li₂CO₃+C，所以這種電池在一定程度上實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的能量化利用并緩解了二氧化碳帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。所以，發(fā)展鋰二氧化碳電池技術(shù)具有重要意義。

在鋰二氧化碳電池的研發(fā)中，極片的制作普遍采用漿料涂覆的方式，會(huì)用到粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑等附加材料，既增加工序復(fù)雜程度又增加生產(chǎn)成本。同事，這種方式制作的極片因?yàn)闊o(wú)法保證二氧化碳的快速擴(kuò)散，在鋰二氧化碳電池中的應(yīng)用也受到一定限制。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋰二氧化碳電池極片及制備方法，該方法無(wú)需使用粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑，制作工序簡(jiǎn)單、成本低廉，同時(shí)保證二氧化碳?xì)怏w的有效擴(kuò)散。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供了一種無(wú)粘結(jié)劑無(wú)導(dǎo)電劑的鋰二氧化碳電池極片的制備方法，包括如下步驟：

S1、將已去掉表面氧化層的泡沫鎳置于銅鹽溶液中，后清洗并干燥；

S2、將干燥后的泡沫鎳置于一混合溶液中進(jìn)行水熱反應(yīng)，后取出清洗、干燥，得到電池極片前驅(qū)體；

所述混合溶液中含有銅離子、鎳離子，并加入了均相沉淀劑；

S3、將所述電池極片前驅(qū)體置于含S^2-的溶液中反應(yīng)，后取出清洗、干燥，得到電池極片。

進(jìn)一步地，所述銅鹽溶液和混合溶液中的銅離子濃度相同，為0.002mol/L～0.2mol/L。

進(jìn)一步地，在所述步驟S2中，混合溶液中銅離子、鎳離子和均相沉淀劑的摩爾濃度比為1.5：1：3～3：1：5。

進(jìn)一步地，在所述步驟S3中，含S^2-溶液的濃度為0.05mol/L～0.4mol/L。

進(jìn)一步地，在所述步驟S2中，將泡沫鎳置于混合溶液中，后一同轉(zhuǎn)移至不銹鋼反應(yīng)釜中，在保溫環(huán)境下反應(yīng)。

進(jìn)一步地，在所述步驟S2中，保溫溫度為100℃～160℃，保溫時(shí)間為6h～12h。

進(jìn)一步地，在所述步驟S3中，將電池極片前驅(qū)體置于含S^2-溶液中，后一同轉(zhuǎn)移至不銹鋼反應(yīng)釜中中，在保溫環(huán)境下反應(yīng)。

進(jìn)一步地，在所述步驟S3中，保溫溫度為140℃～200℃，保溫時(shí)間為6h～12h。

進(jìn)一步地，所述均相沉淀劑包括尿素、硫脲、水合肼、氨水、碳酰肼、三聚氰胺和碳酸氫銨中的一種。