[發(fā)明專利]導(dǎo)電粘結(jié)劑的制備及在電池電極中的應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910970514.2
• 申請日: 2019-10-13
• 公開（公告）號: CN110707324A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉賓虹;李洲鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/86;H01M10/0525;H01G11/30;C08G73/06;C08B37/16
• 代理公司: 33212 杭州中成專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 周世駿

1.一種導(dǎo)電粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)取0.15～0.9g吡咯，室溫下溶解于50mL的二甲基亞砜中，超聲振動分散5分鐘后得到吡咯溶液；取2～10g的β-環(huán)糊精，溶解于40mL二甲基亞砜中后，加至吡咯溶液中；超聲振動分散30分鐘，使吡咯分子進(jìn)入環(huán)糊精空腔；真空干燥后，得到吡咯環(huán)糊精包合物；

(2)取吡咯環(huán)糊精包合物2～5g，加至30mL的二甲基亞砜中；取0.2～2mL質(zhì)量濃度10wt％的雙氧水，加入70mL的二甲基亞砜中，然后將雙氧水的二甲基亞砜混合液滴加至吡咯環(huán)糊精包合物的二甲基亞砜溶液中；超聲振動分散30分鐘后，相鄰吡咯環(huán)糊精包合物中的吡咯發(fā)生聚合，形成貫穿環(huán)糊精空腔的線性聚吡咯；加熱蒸發(fā)掉二甲基亞砜，得到聚吡咯環(huán)糊精包合物導(dǎo)電粘結(jié)劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在，所述超聲振動的頻率為40kHz。

3.利用權(quán)利要求1所述方法制備得到的導(dǎo)電粘結(jié)劑制備電極的方法，其特征在于，包括以下步驟：按質(zhì)量比70～90∶5～20∶5～10取電極材料、乙炔黑和導(dǎo)電粘結(jié)劑，研磨混合均勻后，加入作為分散劑的去離子水，調(diào)制成糊狀；涂敷到集電極上陰干后，在100℃溫度和100Kg cm^-2壓力下壓制成型，得到電極。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述電極是下述任意一種：鋰離子電池中的負(fù)極，其集電極為銅膜；鋰離子電池中的正極，其集電極為鋁膜；燃料電池中的陽極，其集電極為親水碳紙；燃料電池中的陰極，其集電極為疏水碳紙；超級電容的正極或負(fù)極，其集電極為不銹鋼薄膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述電極材料是下述的任意一種：鋰離子電池中的負(fù)極材料：石墨、納米硅、鈦酸鋰或碳包覆錫；鋰離子電池中的正極材料：鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元正極材料；燃料電池的陽極催化劑或陰極催化劑：碳載貴金屬或催化劑、多孔碳載貴金屬或非貴金屬催化劑；超級電容器的正負(fù)極材料：納米碳管、石墨烯、微孔碳，或碳材料擔(dān)載過渡金屬氧化物。

6.一種質(zhì)子交換膜燃料電池，是以純氫為燃料，空氣或純氧為氧化劑，質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)，鉑碳為陰極和陽極催化劑；其特征在于，該燃料電池的陰極和陽極以權(quán)利要求1所述方法制備得到的聚吡咯環(huán)糊精包合物作為粘結(jié)劑。

7.一種鋰離子電池，其正極材料和負(fù)極材料分別相向設(shè)置在隔膜兩側(cè)，形成三明治結(jié)構(gòu)，電解液內(nèi)置在三明治結(jié)構(gòu)中；石墨為負(fù)極材料、含鋰過渡金屬氧化物為正極材料、微孔聚丙烯為隔膜；其特征在于，該鋰離子電池的陰極和陽極以權(quán)利要求1所述方法制備得到的聚吡咯環(huán)糊精包合物作為粘結(jié)劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池，其特征在于，所述電解液以LiClO₄為溶質(zhì)，二氧戊環(huán)和乙二醇甲醚的混合物為溶劑，且二氧戊環(huán)和乙二醇甲醚的體積比為1∶1，一升電解液中含1摩爾LiClO₄。

9.一種超級電容，其正負(fù)極材料分別相向設(shè)置在隔膜兩側(cè)，形成三明治結(jié)構(gòu)，電解液內(nèi)置在三明治結(jié)構(gòu)中；多孔碳為正負(fù)極材料、微孔聚丙烯為隔膜；其特征在于，該超級電容的正極和負(fù)極以權(quán)利要求1所述方法制備得到的聚吡咯環(huán)糊精包合物作為粘結(jié)劑。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超級電容，其特征在于，所述電解液以Li[CF₃SO₂)₂N]為溶質(zhì)，二氧戊環(huán)和乙二醇甲醚的混合物為溶劑，二氧戊環(huán)和乙二醇甲醚的體積比為1∶1，一升電解液中含一摩爾LiTFSI。