一种锂离子电池用一体化多孔电极及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池用一体化多孔电极，将有机高分子树脂分别与电极材料和无机陶瓷电解质混合，依次(先正极浆料，再电解质浆料，最后负极浆料或是先负极浆料，再电解质浆料，最后正极浆料)在基底上刮涂后通过浸没相转化法制备而成正极、隔膜和负极集于一体的一体化多孔电极。与应用于锂离子电池的常规电极相比，一体化多孔电极有较高孔隙率，同时具有贯通的孔结构，有效地加快了电极内部离子传输，提高电池的倍率性能；并且正极、隔膜和负极同时制备且集于一体，简化了电极制备工艺和电池组装工艺，制备方法简单易放大；此外，一体化电极内部高分子树脂连续，极大减少电池内部接触电阻，提高电池的容量，并且有效提高电极粘结性，可用于制备高担载量高能量密度电池；另外，一体化电极使用时无需集流体，在穿戴式和便携式电池方面有广泛的应用前景。便携式电池方面有广泛的应用前景。便携式电池方面有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用一体化多孔电极及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池用一体化多孔电极。

技术介绍

[0002]减少对化石能源的依赖，大力发展可再生能源，提高其在能源结构中的比重，是人类社会发展的必然选择。为了实现可再生能源的有效利用，开发高效的储能技术至关重要。在各种储能技术中，锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、自放电系数小和无记忆效应等优点在近几十年内得到了迅猛的发展和广泛的关注。
[0003]随着锂离子电池应用范围的扩大，开发适应发展需求的新型电极材料成为锂离子电池研究的重点。经过科研工作者近些年的不断努力，锂离子电池电极材料快速发展，其性能在不断的改善和提高。然而电极结构的发展较少，并且在电极活性物质担载量对电池的性能产生严重的影响。
[0004]常规制备电极的方法，即工业上制备电极的方法，是将电极浆料刮涂于涂炭铝箔上，于烘箱中烘干溶剂干燥后制备电极。由于溶剂挥发过程中材料收缩团聚，所制备的电极经常开裂，并且随着担载量的提高甚至从铝箔上脱落，从而电极导电性下降。另一方面，材料团聚导致内部活性物质与电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用一体化多孔电极，其特征在于：将有机高分子树脂溶液分别与正极材料、负极材料和无机陶瓷电解质混合，分别形成正极浆料、负极浆料和电解质浆料；于基底上依次刮涂正极浆料、电解质浆料、负极浆料，或于基底上依次刮涂负极浆料、电解质浆料、正极浆料，刮涂后通过浸没相转化法制备而成正极、隔膜和负极集于一体的一体化多孔电极。2.根据权利要求1所述的一体化多孔电极，其特征在于：所述有机高分子树脂可为聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚苯并咪唑(PBI)及聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)中的一种或二种以上，有机高分子树脂溶液中有机高分子树脂质量含量为2％-70％；所述正极材料为锂离子电池正极活性物质材料或锂离子电池正极活性物质材料和导电碳材料的混合物，其中导电碳材料含量所占质量比例可为0％-15％，可根据材料的导电性选取；正极活性物质材料可为钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(Li
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)、磷酸铁锂(LiFePO4)和磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)中的一种或两种以上；所述的正极中正极材料与有机高分子树脂质量比可为1/1-9.5/1；负极材料为锂离子电池负极活性物质材料或锂离子电池负极活性物质材料和导电碳材料的混合物，其中导电碳材料含量所占质量比例可为0％-15％，可根据材料的导电性选取；负极活性材料可为石墨、无定形碳材料、碳纳米管、石墨烯、金属氧化物和金属硫化物中的一种或两种以上；所述的负极中负极材料与有机高分子树脂质量比可为1/1-9.5/1；导电碳材料为碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、BP2000、KB600、KB300、XC-72、Super-P、乙炔黑、活性炭中的一种或两种以上；所述的无机陶瓷电解质可为氧化硅(SiO2)、氧化铝(A12O3)、氧化钛(TiO2)及钛酸钡(BaTiO3)中的一种或两种以上，所述的电解质中无机陶瓷电解质与有机高分子树脂质量比可为1/1-3/1。3.根据权利要求1所述的一体化多孔电极，其特征在于：基底可为玻璃板，聚四氟乙烯板或铝箔中的一种。4.根据权利要求1-3任一所述的一体化多孔电极，其特征在于：所述电极包括正极、电解质隔膜和负...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪章，李先锋，于滢，张华民，
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：