柔性碱性一次电池正极的制备方法技术

本发明专利技术要求保护柔性碱性一次电池正极的制备方法，包括如下步骤：(1)制备电流收集器，(2)电极制备，分别称取重量百分比为70％～90％活性材料、1％～25％导电剂、0～10％的添加剂和1％～10％粘结剂作为原料，再将上述原料溶解在1～20倍于原料重量的溶剂中，进行搅拌分散处理，最后进行粘稠度调节，作为电极合剂备用，(3)然后将电流收集器加热至70℃～100℃，将电极合剂涂在所述电流收集器上，进行涂抹或者辊压制成电极薄片，最后进行烘干处理。本发明专利技术的柔性碱性一次电池的制备工艺生产的正极材料，所有部分均带有相对较高的柔性，其整体柔性，以及在弯折后的电化学性能与其他类型碱性一次电池比较性能接近，且在弯折100次后仍可保留90％以上的初始容量。

Preparation of flexible alkaline primary battery cathode

The preparation method for protecting the positive electrode of flexible alkaline primary batteries requires the following steps: (1) preparing current collector, (2) preparing electrode, weighing 70%-90% active material, 1%-25% conductive agent, 0-10% additive and 1%-10% binder as raw materials respectively, and then dissolving the above raw materials in solvents 1-20 times the weight of raw materials. Stirring and dispersing treatment, finally adjusting the viscosity, as a reserve for the electrode mixture, (3) Then heating the current collector to 70 ~100 ~C, coating the electrode mixture on the current collector, smearing or roll pressing into electrode slices, and finally drying treatment. The cathode material produced by the preparation process of the flexible alkaline primary battery of the invention has relatively high flexibility in all parts, its overall flexibility, and the electrochemical performance after bending is close to that of other types of alkaline primary battery, and the initial capacity can be retained more than 90% after bending 100 times.

【技术实现步骤摘要】
柔性碱性一次电池正极的制备方法
本专利技术属于电池加工处理
，具体涉及柔性碱性一次电池正极的制备方法。
技术介绍
近年来，柔性便携式的电子产品如可卷绕式显示屏、柔性液晶显示屏和全柔性可穿戴电子设备等概念的提出不仅引起了广大消费者的兴趣和期待，更引发了科研工作者对柔性电子技术的研究热潮。柔性电子技术中的柔性电源部分作为电子产品供电的主要来源，有锌锰一次电池、锌锂一次电池、锂离子二次电池、银锌二次电池和超级电容器。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度。碱性电池是成功的高容量干电池，也是具性能价格比的电池之一。碱性电池是以二氧化锰为正极，锌为负极，氢氧化钾为电解液。电极材料作为碱性一次电池主要部分，其材料柔性化为一个柔性碱性一次电池产品所不可缺少的特性。柔性化的电极主要由高分子纳米纤维作为基体，纳米级电解二氧化锰材料作为活性材料以及以石墨为主的碳材料作为导电材料共同附着在纳米基体上，形成柔性复合电极材料。柔性碱性一次电池是一个平面的五层结构设计，含有电流收集器、电极、胶状电解液材料，所有使用的材料均为柔性材料，柔性碱性一次电池三个柔性主要部分的合成，制备工艺也至关重要。目前还没有一种适用于柔性碱性一次电池主体结构或者电极材料的制备工艺。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种适用于柔性碱性一次电池正极部分制备工艺。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案，柔性碱性一次电池正极的制备方法，包括如下步骤：(1)制备电流收集器，根据最终产品特性选择制备电流收集器；(2)电极制备，分别称取重量百分比为70％～90％活性材料、1％～25％导电剂、0～10％的添加剂和1％～10％粘结剂作为原料，再将上述原料溶解在5～20倍于原料重量的溶剂中，进行搅拌分散处理，最后进行粘稠度调节，作为电极合剂备用，(3)然后将电流收集器加热至70℃～100℃，将电极合剂涂在所述电流收集器上，进行涂抹或者辊压制成电极薄片，最后进行烘干处理。本专利技术优选技术方案中，步骤(1)中选择的电流收集器为厚度小于0.2mm的金属膜，优选为金属网状结构，更优选地为不锈钢网膜，且网格大小在1mm～5mm之间；或者电流收集器由导电胶水、导电涂料涂布在碳导电布上制成。本专利技术优选技术方案中，所述活性材料为电解二氧化锰(EMD)，导电剂选自导电炭黑、膨胀石墨等导电性能优异的碳材料。本专利技术优选技术方案中，所述添加剂为碳纳米材料，所述碳纳米材料包括但不限于多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、功能化碳纳米管、单层石墨烯、多层石墨烯、碳纳米纤维中的一种或多种。本专利技术优选技术方案中，所述粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素、苯乙烯—丁二烯—苯乙烯、聚四氟乙烯聚合物中的一种或多种。本专利技术优选技术方案中，步骤(2)中，所述原料溶解在5～20倍于原料重量的N-甲基吡咯烷酮或者蒸馏水中。本专利技术优选技术方案中，步骤(3)中，将电极合剂涂在所述电流收集器上的涂层厚度为5μm～300μm。柔性碱性一次电池正极的制备方法，包括如下步骤：(1)电流收集器制备，根据最终产品特性选择电流收集器；(2)电极制备，分别称取重量百分比为70％～90％活性材料、1％～25％导电剂、0～10％的添加剂和1％～10％粘结剂作为原料，再将上述原料溶解在5～20倍于原料重量的N-甲基吡咯烷酮或者蒸馏水之中，并进行搅拌分散处理，最后进行粘稠度调节，作为电极合剂备用，(3)然后将电流收集器加热至70℃～100℃，通过刮刀涂抹方式，将电极合剂涂在所述电流收集器上，进行反复涂抹或者辊压从而直接制成电极薄片，制成5μm～300μm厚度的涂层，在70℃烘箱内进行烘干处理。本专利技术的柔性碱性一次电池的制备工艺生产的正极材料，所有部分均带有相对较高的柔性，且可以任意弯曲。其整体柔性，以及在弯折后的电化学性能与其他类型碱性一次电池比较性能接近，且在弯折100次后仍可保留90％以上的初始容量。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1使用质量百分比如下的原料：80％电解二氧化锰作为活性材料，11％炭黑作为导电剂，9％聚偏氟乙烯作为粘结剂，投入到10倍重量比的N-甲基吡咯烷酮中进行溶解处理，使用均质机或超声波处理仪进行高速搅拌分散处理30分钟，调节粘稠度后作为电极合剂，然后将0.1mm的不锈钢网膜加热至80℃，并将粘稠度调节完善的电极合剂通过刮刀涂抹方式在不锈钢网膜上反复涂抹，之后放入80℃烘箱内烘干处理，烘干完成后通过辊压处理制成180μm厚度涂层的电极。实施例2使用质量百分比如下的原料：70％电解二氧化锰(EMD)作为活性材料，15％炭黑作为导电剂，10％石墨烯薄片作为添加剂，5％聚偏氟乙烯作为粘结剂，投入到10倍重量比的N-甲基吡咯烷酮中进行溶解处理，使用均质机或超声波处理仪进行高速搅拌分散处理30分钟，调节粘稠度后作为电极合剂，然后将网格大小为2mm的不锈钢网膜加热至80℃，并将粘稠度调节完善的电极合剂通过刮刀涂抹方式在不锈钢网膜上反复涂抹，之后放入80℃烘箱内烘干处理，制成100μm厚度涂层的电极。实施例3使用质量百分比如下的原料：80％电解二氧化锰(EMD)作为活性材料，2％炭黑作为导电剂，10％碳纳米管作为添加剂，8％苯乙烯－丁二烯－苯乙烯聚合物作为粘结剂，投入到10倍重量比的蒸馏水进行溶解处理，使用均质机或超声波处理仪进行高速搅拌分散处理30分钟，调节粘稠度后作为电极合剂，然后将网格大小为2mm的不锈钢网膜加热至80℃，并将粘稠度调节完善的电极合剂通过刮刀涂抹方式在不锈钢网膜上反复涂抹，之后放入80℃烘箱内烘干处理，制成220μm厚度涂层的电极。实施例4使用质量百分比如下的原料：80％电解二氧化锰(EMD)作为活性材料，2％炭黑作为导电剂，10％碳纳米管作为添加剂，8％聚四氟乙烯聚合物作为粘结剂，加入少量的蒸馏水或无水乙醇进行稀释处理，使用均质机或超声波处理仪进行高速搅拌分散处理30分钟，调节粘稠度后作为电极合剂，放入80℃烘箱内烘干处理。最终使用辊压机将烘干的电极材料辊压成所需厚度的电极。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.柔性碱性一次电池正极的制备方法，包括如下步骤：(1)制备电流收集器，根据最终产品特性选择制备电流收集器；(2)电极制备，分别称取重量百分比为70％～90％活性材料、1％～25％导电剂、0～10％的添加剂和1％～10％粘结剂作为原料，再将上述原料溶解在5～20倍于原料重量的溶剂中，进行搅拌分散处理，最后进行粘稠度调节，作为电极合剂备用，(3)然后将电流收集器加热至70℃～100℃，将电极合剂涂在所述电流收集器上，进行涂抹或者辊压制成电极薄片，最后进行烘干处理。。

【技术特征摘要】
1.柔性碱性一次电池正极的制备方法，包括如下步骤：(1)制备电流收集器，根据最终产品特性选择制备电流收集器；(2)电极制备，分别称取重量百分比为70％～90％活性材料、1％～25％导电剂、0～10％的添加剂和1％～10％粘结剂作为原料，再将上述原料溶解在5～20倍于原料重量的溶剂中，进行搅拌分散处理，最后进行粘稠度调节，作为电极合剂备用，(3)然后将电流收集器加热至70℃～100℃，将电极合剂涂在所述电流收集器上，进行涂抹或者辊压制成电极薄片，最后进行烘干处理。。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的电流收集器为厚度小于0.2mm的金属膜。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述金属膜为金属网状结构。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李紫峰，肖伟，
申请(专利权)人：苏州柔能纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32