一种电极打印材料气雾剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电极打印材料气雾剂，按照质量百分比由以下组分组成澄明溶液A，酚醛树脂为0.5％～7％，固化剂为0.05％～0.7％，表面活性剂为0.05％～0.2％，余量为溶剂，总计为100％；在澄明溶液A中加入正极材料或负极材料，再加入电极增强相得到混合溶液B；混合溶液B和润滑剂一起搅拌均匀得到混合溶液C，润滑剂的质量为混合溶液B总质量的0.1％～0.5％；最后灌装，每个250ml‑1000ml耐压容器中加入抛射剂3～15g，即为电极打印材料气雾剂。本发明专利技术还公开了该电极打印材料气雾剂的制备方法。本发明专利技术的材料及制备方法操作简单，原料易得，工艺路线简单，无污染。

【技术实现步骤摘要】
一种电极打印材料气雾剂及制备方法
本专利技术属于锂离子电池电极材料
，涉及一种电极打印材料气雾剂，本专利技术还涉及该种电极打印材料气雾剂的制备方法。
技术介绍
锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能，这些电池内部材料包括电极材料、电解质和隔膜，其中，电极材料是决定电池性能的最关键因素，因此廉价、高性能的正、负极材料及其制备工艺的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。锂离子电化学仍是一门新兴的学科，如何改进锂离子电池的性能，如容量、功率、稳定能、安全性、成本、寿命和环境保护等方面，仍有极大的探索空间和发展潜力。许多研究都从电极材料及其制备工艺的改进对锂离子电池进行优化，如加入电极增强相、导电剂和在电解液中加入添加剂等来提高锂离子电池的性能。目前，简单的3D打印技术允许在一个亚毫米规模上打印出功能性墨水的细丝形状，利用这些功能，从而在基板上制备出电极材料。而国内大多数还是采用化学气相沉积方法以及物理沉积方法，除此之外，部分研究小组还尝试在低温下采用水热法来制备薄膜电极。传统的锂离子电池技术，无法生产微型和特殊形状的锂离子电池，3D打印技术最大的优势是能够根据需求定制具有特殊形状的电池，例如在一些微型机器人领域，极大扩展锂离子电池的应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电极打印材料气雾剂，解决了现有的锂离子电池技术，无法生产微型和特殊形状锂离子电池，无法满足特殊用途的问题。本专利技术的另一目的是提供该种电极打印材料气雾剂的制备方法，解决了现有技术中的锂离子电池材料，难以满足3D打印的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种电极打印材料气雾剂，按照质量百分比由以下组分组成澄明溶液A，其中，酚醛树脂为0.5％～7％，固化剂为0.05％～0.7％，表面活性剂为0.05％～0.2％，余量为溶剂，总计为100％；在澄明溶液A中加入正极材料或负极材料，再加入电极增强相得到混合溶液B，正极材料或负极材料及电极增强相一起称为混合电极相，混合电极相占混合溶液B质量百分比的10％～30％；混合溶液B和润滑剂一起搅拌均匀得到混合溶液C，润滑剂的质量为混合溶液B总质量的0.1％～0.5％；最后灌装，每个250ml-1000ml耐压容器中加入抛射剂3～15g，即为电极打印材料气雾剂。本专利技术所采用的另一技术方案是，一种电极打印材料气雾剂的制备方法，按照以下步骤实施：步骤1、按照质量百分比，先分别称取酚醛树脂为0.5％～7％、固化剂为0.05％～0.7％、表面活性剂为0.05％～0.2％，余量为溶剂；再将称取的酚醛树脂、固化剂、表面活性剂一起溶于溶剂中，搅拌均匀，得到澄明溶液A；步骤2、在澄明溶液A中加入一种正极材料，或者在澄明溶液A中加入一种负极材料；然后再分别加入一种电极增强相，得到含正极材料的混合溶液B，或得到含负极材料的混合溶液B，正极材料与电极增强相一起称为混合电极相，正极材料与电极增强相的质量百分比为95～99.5：0.5～5；或者，负极材料与电极增强相一起称为混合电极相，负极材料与电极增强相的质量百分比同样为95～99.5：0.5～5；混合电极相质量百分比占混合溶液B的10％～30％；步骤3、先对玻璃容器进行玻瓶搪塑，然后将混合溶液B和润滑剂一起加入玻瓶搪塑后的玻璃容器中，润滑剂的质量为混合溶液B总质量的0.1％～0.5％，搅拌均匀得到混合溶液C；最后将混合溶液C利用灌装机在常压下装入耐压容器，通入适量的氟利昂，使得氟利昂部分挥发时能够带走容器中的空气；装上阀门，轧紧封帽；步骤4、采用压灌法压入抛射剂，先将耐压容器内的空气抽空，液化的抛射剂经砂棒过滤后进入压装机，通过压装机将定量的抛射剂灌入耐压容器内，每个250-1000ml耐压容器中加入抛射剂3～15g，即得电极打印材料气雾剂。本专利技术的有益效果是，基于在正负极两种电极材料中加入电极增强相微粒的方法，增强其电化学性能，利用抛射剂的压力将混合溶液以液体微粒喷出，从而制备出能够应用于3D打印的电极材料气雾剂，具体包括：1)采用在电极材料中添加电极增强相及润滑剂，提高其电极材料的导电性；从而利用3D打印技术在基板上打印出所需形状的电极墨水。2)本专利技术制备方法操作简单，原料易得，工艺路线简单，无污染。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的电极打印材料气雾剂，按照质量百分比由以下组分组成澄明溶液A，其中，酚醛树脂为0.5％～7％，固化剂为0.05％～0.7％，表面活性剂为0.05％～0.2％，余量为溶剂，总计为100％；在澄明溶液A中加入正极材料或负极材料，再加入电极增强相得到混合溶液B，正极材料或负极材料及电极增强相一起称为混合电极相，混合电极相占混合溶液B质量百分比的10％～30％；混合溶液B和润滑剂一起搅拌均匀得到混合溶液C，润滑剂的质量为混合溶液B总质量的0.1％～0.5％；最后灌装，每个250ml-1000ml耐压容器中加入抛射剂3～15g，即得电极打印材料气雾剂。固化剂选用乌洛托品。表面活性剂选用OP-10或JFC。溶剂选用乙醇、丙酮、糠醛、丙二醇或聚乙二醇之一。正极材料选用氧化钴锂、氧化锰锂、磷酸铁锂三元正极材料之一；负极材料选用石墨烯、钛酸锂、氮化物及硅基材料之一；所有正极材料或负极材料的微粒粒径为0.1μm-3μm。电极增强相选用石墨烯、纳米碳管、洋葱碳、纳米银线之一。润滑剂选用硬脂酸钙或硬脂酸锌。本专利技术上述的电极打印材料气雾剂的制备方法，按照以下步骤实施：步骤1、按照质量百分比，先分别称取酚醛树脂为0.5％～7％、固化剂为0.05％～0.7％、表面活性剂为0.05％～0.2％，余量为溶剂；再将称取的酚醛树脂、固化剂、表面活性剂一起溶于溶剂中，搅拌均匀，得到澄明溶液A；步骤2、在澄明溶液A中加入一种正极材料，或者在澄明溶液A中加入一种负极材料；然后再分别加入一种电极增强相，得到含正极材料的混合溶液B，或得到含负极材料的混合溶液B，正极材料与电极增强相一起称为混合电极相，正极材料与电极增强相的质量百分比为95～99.5：0.5～5；或者，负极材料与电极增强相一起称为混合电极相，负极材料与电极增强相的质量百分比同样为95～99.5：0.5～5；混合电极相质量百分比占混合溶液B的10％～30％；步骤3、先对玻璃容器进行玻瓶搪塑，然后将混合溶液B和润滑剂一起加入玻瓶搪塑后的玻璃容器中，润滑剂的质量为混合溶液B总质量的0.1％～0.5％，搅拌均匀得到混合溶液C；最后将混合溶液C利用灌装机在常压下装入耐压容器，通入适量的氟利昂，使得氟利昂部分挥发时能够带走容器中的空气；装上阀门，轧紧封帽，对玻璃容器进行玻瓶搪塑时，先将玻瓶洗净烘干，预热至120℃-130℃，趁热浸入塑料粘液中，使瓶颈以下均匀地粘上一层塑料液，倒置后在150℃-170℃干燥10-20分钟。对阀门系统的各种零件分别进行处理：①橡胶制品在75％乙醇中浸泡24小时，以除去色泽并消毒，干燥备用；②塑料、尼龙零件洗净后浸在95％乙醇中备用；③不锈钢弹簧在1％-3％碱液中煮沸10-30分钟，用清水洗涤数次，然后用蒸馏水洗两三次，直至无油腻为止，浸泡在95％乙醇中备用。最后将上述已处理好的零件，按照阀门的结构装配良好。步骤4、采用压灌法压入抛射剂，先将耐压容器内的空气抽空，液化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极打印材料气雾剂，其特征在于：按照质量百分比由以下组分组成澄明溶液A，其中，酚醛树脂为0.5％～7％，固化剂为0.05％～0.7％，表面活性剂为0.05％～0.2％，余量为溶剂，总计为100％；在澄明溶液A中加入正极材料或负极材料，再加入电极增强相得到混合溶液B，正极材料或负极材料及电极增强相一起称为混合电极相，混合电极相占混合溶液B质量百分比的10％～30％；混合溶液B和润滑剂一起搅拌均匀得到混合溶液C，润滑剂的质量为混合溶液B总质量的0.1％～0.5％；最后灌装，每个250ml‑1000ml耐压容器中加入抛射剂3～15g，即为电极打印材料气雾剂。

【技术特征摘要】
1.一种电极打印材料气雾剂，其特征在于：按照质量百分比由以下组分组成澄明溶液A，其中，酚醛树脂为0.5％～7％，固化剂为0.05％～0.7％，表面活性剂为0.05％～0.2％，余量为溶剂，总计为100％；在澄明溶液A中加入正极材料或负极材料，再加入电极增强相得到混合溶液B，正极材料或负极材料及电极增强相一起称为混合电极相，混合电极相占混合溶液B质量百分比的10％～30％；混合溶液B和润滑剂一起搅拌均匀得到混合溶液C，润滑剂的质量为混合溶液B总质量的0.1％～0.5％；最后灌装，每个250ml-1000ml耐压容器中加入抛射剂3～15g，即为电极打印材料气雾剂。2.根据权利要求1所述的电极打印材料气雾剂，其特征在于：所述的固化剂选用乌洛托品；表面活性剂选用OP-10或JFC；溶剂选用乙醇、丙酮、糠醛、丙二醇或聚乙二醇之一。3.根据权利要求1所述的电极打印材料气雾剂，其特征在于：所述的正极材料选用氧化钴锂、氧化锰锂、磷酸铁锂三元正极材料之一；负极材料选用石墨烯、钛酸锂、氮化物及硅基材料之一；所有正极材料或负极材料的微粒粒径为0.1μm-3μm。4.根据权利要求1所述的电极打印材料气雾剂，其特征在于：所述的电极增强相选用石墨烯、纳米碳管、洋葱碳、纳米银线之一。5.根据权利要求1所述的电极打印材料气雾剂，其特征在于：所述的润滑剂选用硬脂酸钙或硬脂酸锌。6.根据权利要求1所述的电极打印材料气雾剂，其特征在于：所述的抛射剂选用三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷之一。7.一种电极打印材料气雾剂的制备方法，其特征在于，按照以下步骤实施：步骤1、按照质量百分比，先分别称取酚醛树脂为0.5％～7％、固化剂为0.05％～0.7％、表面活性剂为0.05％～0.2％，余量为溶剂；再将称取的酚醛树脂、固化剂、表面活性剂一起溶于溶剂中，搅拌均匀，得到澄明溶液A；...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈银虎，祁攀虎，时晶晶，成小乐，符寒光，周思君，刘晓妮，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61