[發明專利]一種復合電極膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010193645.7
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111725518B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 趙曉軍;張永虎;劉昌;張曉東
• 申請（專利權）人: 合肥集新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/13;H01M4/139;H01M4/14;H01M4/16;H01M4/74;H01M10/052;H01G11/24;H01G11/26;H01G11/30;H01G11/68;H01G11/70;H01G11/86
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 趙宇

1.一種復合電極膜，包含有共混的高分子聚合物、電極活性物質和導電劑；其中高分子聚合物以纖維狀呈現出交叉網絡的微觀結構，所述活性物質和導電物質被包裹在高分子聚合物纖維的交叉網絡中。

2.根據權利要求1所述的復合電極膜，其特征在于：

所述高分子聚合物選自含氟聚合物、聚乙烯醇、羥基纖維素中的至少一種；優選為含氟聚合物，或者優選為含氟聚合物與聚乙烯醇和羥基纖維素中至少一種的混合物。

3.根據權利要求2所述的復合電極膜，其特征在于：

所述含氟聚合物選自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氟橡膠、全氟丙基全氟乙烯基醚和聚四氟乙烯的共聚物中的至少一種；優選為選自聚四氟乙烯，或聚四氟乙烯與聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氟橡膠、全氟丙基全氟乙烯基醚和聚四氟乙烯的共聚物中的至少一種的混合物；和/或，

所述羥基纖維素選自羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素中的至少一種。

4.根據權利要求1～3之任一項所述復合電極膜的制備方法，包括將包含所述高分子聚合物、電極活性物質和導電劑在內的組分混煉之后塑煉得到本發明所述復合電極膜，其中所述塑煉包括將混煉得到的單層電極膜按角度折疊多層后進行輥壓的步驟。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將包括所述高分子聚合物、電極活性物質、導電劑在內的組分進行混煉并得到單層電極膜；

2)將上一步驟得到的單層電極膜進行塑煉：包括將所述單層電極膜按角度折疊成多層膜后進行輥壓；

3)任選地，重復步驟2)制成所述復合電極膜。

6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于：

所述步驟2)中的折疊，其中折疊角度α為90°，折疊層數為n’，n’為自然數，n’≥2；n’優選≥3；或者，

其中折疊角度60°≤α＜90°，折疊層數為n，折疊角度α與折疊層數n滿足下式：

α＝arccos(1/n) 式I

其中，n為自然數，n≥2；n優選≥4。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：

所述n為偶數；所述n優選為2～8的偶數。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：

所述步驟2)中將單層電極膜按折疊角度α折疊多層進入輥壓時：

當α為90°時，所述輥壓是將折疊后的多層膜掉轉90°輥壓成單層膜；

當60°≤α＜90°，所述輥壓是將折疊后的多層膜按長度方向輥壓成單層膜。

9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：

在步驟1)的混煉前有和膏步驟：將包括所述高分子聚合物、電極活性物質、導電劑在內的組分混合成膏體；

所述和膏步驟優選還加入水和/或有機溶劑。

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)的混煉采用雙輥或多輥混煉；和/或，

步驟2)塑煉中的輥壓采用雙輥或多輥輥壓。

11.根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于：

所述雙輥或多輥的兩輥之間的輥縫為0.1-10mm；和/或，

所述雙輥或多輥的兩輥之間的轉速速度比r為1≤r≤2，更優選為1≤r≤1.5。

12.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于通過機械化連續方式進行。

13.根據權利要求4～12之任一項所述的制備方法制得的復合電極膜。

14.根據權利要求1～3之任一項或權利要求13所述的復合電極膜在儲能裝置上的應用，所述儲能裝置優選包括鉛酸蓄電池、鋰電池、超級電容器的至少一種。