【技术实现步骤摘要】
一种基于离子高效扩散的三维电极制造方法
[0001]本申请涉及化学电池及电极改性和制造
,具体而言,涉及一种基于离子高效扩散的三维电极制造方法。
技术介绍
[0002]进入20世纪以来,能源危机,环境压力和科学技术的全面发展,使得各行业对电池的能量密度、倍率与循环性能等要求一升再升。各类化学电池例如锂电池、钠电池甚至超级电容器,作为一种现代化储能器件和解决方案已经广泛应用于电子设备、电动汽车和储能电站等领域,可以稳定、完美的在微型或小型元器件中完成自己的工作使命;但是由于高精尖行业对电池性能的需求,将高压实密度、高能量密度电池应用工作时,在离子嵌入与脱出的过程中材料体积极易膨胀,从而造成循环寿命短、容量差等问题,如何更进一步提升储能电池的综合性能成为当下电池行业热门研究方向之一。
[0003]一般而言,化学电池由负极、正极、电解液、隔膜与电池上、下壳体等部件构成。正、负极主要由活性材料涂层和导电集流体基底两大部分组成;隔膜用于确保正、负极之间不发生短路并筛选离子;电解液由溶剂、溶质、添加剂构成,其在电池工作过程 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于离子高效扩散的三维电极制造方法,其特征在于,所述方法包括:基于正电极片的材料,获取补偿系数以及多个活性材料系数;基于所述补偿系数和所述多个活性材料系数,确定满足第一预设条件的开口尺寸参数值和单元间距值;其中,所述开口尺寸参数值为在待制备出的三维结构中每个凹槽的开口的尺寸;所述单元间距表征所述三维结构中相邻两个凹槽之间的间距;所述三维结构为所述正电极片的表面上被蚀刻出的结构;基于所述单元间距和所述开口尺寸参数值,确定满足第二预设条件的深度值,所述深度值表征所述凹槽的深度;基于所述开口尺寸参数值、所述单元间距和所述深度值,通过精密微纳方式在所述正电极片的表面进行蚀刻,以得到具有所述三维结构的三维电极。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个活性材料系数包括:活性材料的压实密度系数、对应电解液的浸润系数和离子电荷的传运系数;基于所述补偿系数和所述多个活性材料系数,确定满足第一预设条件的开口尺寸参数值和单元间距值,包括:获取N倍所述补偿系数的值,以及获取所述压实密度系数、所述浸润系数、所述传运系数之间的乘积;基于所述N倍所述补偿系数的值和所述乘积,确定大于等于所述N倍所述补偿系数的值所对应的开口尺寸参数值,并基于所述开口尺寸参数值和单元间距值之间的预设比例关系,确定所述单元间距值。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,基于所述N倍所述补偿系数的值和所述乘积,确定大于等于所述N倍所述补偿系数的值所对应的开口尺寸参数值,并基于所述开口尺寸参数值和单元间距值之间的预设比例关系,确定所述单元间距值,包括:以所述开口尺寸参数值大于等于所述N倍所述补偿系数的值,以及所述单元间距与所述开口尺寸参数值之差为目标差值为约束,获取所述开口尺寸参数值;以所述开口尺寸参数值的平方与所述单元间距的平方之间的比值为所述乘积为约束,确定所述单元间距。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述单元间距和所述开口尺寸参数值,确定满足第二预设条件的深度值,包括:以所述单元间距与所述开口尺寸参数值之差为目标差值且具有所述三维结构的三维电极总表面积占原有电极总表面积的比例...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙孝飞,侯相国,梅雪松,韩岩彬,周品睿,王文君,崔健磊,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。