The invention relates to a drying method based on scraping method for preparing electrodes and its application. In the process of preparing electrodes by scraping method, the electrode paste scraped on the substrate is pretreated by freeze-drying method, and then dried to obtain electrodes. The freeze-drying method is simple, environmentally friendly, and the prepared electrode has stable structure and high cohesiveness. It can effectively improve the cracking of the drying electrode and the falling off of the active material. The prepared electrodes are usually porous electrodes, which can effectively improve the specific surface of the electrode reaction. The electrode drying method can be used in lithium sulfur batteries, lithium ion batteries, sodium ion batteries or carbon dioxide reduction fields.
【技术实现步骤摘要】
一种基于刮涂法制备电极的干燥方法及其电极和应用
本专利技术涉及一种基于刮涂法制备电极的干燥方法
技术介绍
环境压力和能源危机要求必须发展可再生能源及相应的储能技术,在可再生能源大力发展的今天,储能技术迎来了新的机遇与挑战。现阶段,大量的储能方式已经改变着人们的生活方式,为人类的生活提供便捷和清洁的生活。然而,目前投入生产的锂离子电池并不能完全满足目前的应用市场的要求,而处于研究阶段的高性能锂硫电池材料、锂离子电池材料和钠离子电池材料仍不能大量生产。其中的原因之一是电极制备放大困难。在基底上刮涂活性物质浆料,干燥后制成电极的方法是最接近于放大生产的电极制备方法。为追求高能量密度,减少粘结剂含量和增加活性物资担量是必须的。然而,传统干燥法,即烘箱干燥法干燥的电极通常在粘结剂含量较少,活性物质担量较高时开裂,活性物质易脱落。其原因在于1.大量的高性能材料的颗粒较小(通常为纳米级或微米级),粘结剂粘结时粘结性不够。2.烘箱干燥过程中,溶剂挥发,活性物质团聚导致电极开裂,活性物质脱落。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术目的在于提供一种基于刮涂法制备电极的干燥方法——冷冻干燥法。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:电极的制备方法,该方法采用如下步骤制备:(1)在溶剂中加入粘结剂,在温度为20~50℃下搅拌0.5~2h,形成质量浓度为2-40%的高分子溶液;再于上述溶液中加入活性物质或活性物质和碳材料的混合物在温度为20~50℃下充分搅拌2~10h,制备成浆料;其中固含量为5~40wt%之间;(2)将步骤(1)制备的浆料倾倒在基底上,刮涂后置于低温环境 ...
【技术保护点】
1.一种基于刮涂法制备电极的干燥方法,其特征在于:在刮涂法制备电极的过程中,使用冷冻干燥法预处理刮涂于基底上的电极浆料,然后烘干干燥得电极。
【技术特征摘要】
1.一种基于刮涂法制备电极的干燥方法,其特征在于:在刮涂法制备电极的过程中,使用冷冻干燥法预处理刮涂于基底上的电极浆料,然后烘干干燥得电极。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于具体制备过程如下:(1)在溶剂中加入粘结剂,在温度为20~50℃下搅拌0.5~2h,形成质量浓度为2-40%的高分子溶液;再于上述溶液中加入活性物质或活性物质和碳材料的混合物在温度为20~50℃下充分搅拌2~10h,制备成浆料;其中固含量为5~40wt%之间;(2)将步骤(1)制备的浆料倾倒在基底上,刮涂后置于低温环境A(-200℃~0℃)下,至溶剂完全凝固;其中,刮涂量控制活性物质的担载量为0.5-20mg/cm2;基底为铝箔、铜箔、碳纸或碳毡的一种;(3)将步骤2)得到的凝固体在低温环境B(-200℃~0℃)下真空干燥6-24h,升华溶剂,制备电极;(4)将步骤(3)制备的薄层状电极于室温~100℃烘干2~24h后,得到干燥的电极。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所选用的溶剂需在低温环境A(-200℃~0℃)和低温环境B(-200℃~0℃)下凝固成固态,可选用的溶剂可为水,有机溶剂中的甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺(DMF)、氮甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲亚砜(DMSO)中的一种或二种以上。4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于:...
【专利技术属性】
技术研发人员:张华民,张洪章,于滢,李先锋,杨晓飞,陈雨晴,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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