[發明專利]水系電池極片材料、水系電池極片及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010736851.8
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111900387B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 閔剛;李憶非;任江濤;王敏剛;王曉東;王耀國
• 申請（專利權）人: 寧波鋒成先進能源材料研究院
• 主分類號: H01M4/60
• 分類號: H01M4/60;H01M4/04;H01M10/38
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 王聰

1.一種水系電池極片材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將水系電池極片材料的原料與去離子水混合得到漿料；

將所述漿料制成固含量為70～90％的粘彈性材料；

將所述固含量為70～90％的粘彈性材料制成片狀結構，所述片狀結構的厚度為0.5～1.5mm，面密度為130～220mg/cm²；

所述固含量為70～90％的粘彈性材料制成片狀結構的具體步驟包括：

通過型腔擠壓將所述固含量為70～90％的粘彈性材料制成原料塊，所述原料塊為長方體；

將所述原料塊裁成等厚度原料片；

對所述原料片進行輥壓，得到片狀結構的水系電池極片材料；

所述水系電池極片材料為固含量為70～90％的粘彈性材料，所述水系電池極片材料的原料中包括質量百分比為50％～93％的活性物質，所述活性物質為聚酰亞胺材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚酰亞胺材料選自結構式如式I所示的化合物中的至少一種：

其中，Ar選自C6～C20的芳基、C4～C20的雜芳基、C4～C20的環烷基中的至少一種；

R選自C2～C5的亞烷基、C6～C20的芳基、C4～C20的雜芳基、羰基中的至少一種；

n≥1000。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水系電池極片材料的原料包括以下質量百分比組分：

所述活性物質50～93％、導電劑3～45％、粘結劑3～15％、添加劑0.2～10％；

所述導電劑選自活性炭、炭黑、碳纖維、泡沫碳、介孔碳、碳納米管、石墨和石墨烯中的至少一種；

所述粘結劑選自聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚酯、聚四氟乙烯、氟化聚合物、聚二乙烯基聚二乙醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸中的至少一種；

所述添加劑選自乙醇、丙酮、丙醇、異丙醇中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

所述混合的具體條件包括：

在攪拌條件下進行混合；

攪拌速度為50～3000rpm；

攪拌時間為60～120min；

所述漿料的固含量為20～60％。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述將所述漿料制成固含量為70～90％的粘彈性材料，具體包括：

將所述漿料在60～200℃下加熱30～120min，得到固含量為70～90％的粘彈性材料。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

對所述原料片進行輥壓的具體條件包括：

輥壓溫度為30～60℃；

輥縫為0.03～2mm；

輥速為0.1～10m/min；

輥壓次數為至少3次。

7.一種水系電池極片，其特征在于，包括集流體和輥壓在所述集流體上的水系電池極片材料，所述水系電池極片材料為權利要求1-6任一項提供的制備方法制備的水系電池極片材料中的至少一種。

8.根據權利要求7所述的水系電池極片，其特征在于，所述集流體為網狀結構，厚度為0.1～0.5μm、目數為50～200。

9.權利要求7或8所述的水系電池極片的制備方法，其特征在于，包括：

將水系電池極片材料輥壓到集流體上，得到水系電池極片，所述水系電池極片材料為權利要求1-6任一項提供的制備方法制備的水系電池極片材料中的至少一種。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，將水系電池極片材料輥壓到集流體上的具體輥壓條件包括：

輥壓溫度為30～60℃；

輥縫為0.3～2mm；

輥速為0.1～10m/min。