一种具有定向孔道结构的厚电极制造技术

本发明专利技术涉及一种具有定向孔道结构的厚电极。该厚电极通过添加无机发泡剂精确调控构造出极片的定向孔道结构，再使用一种汽车尾气中碳烟衍生的碳颗粒作为导电剂，从而增强厚极片亲锂活性与导电性，并提升了孔道结构的稳定性，最终可制备一种具有定向孔道结构的厚电极。所制备的厚电极具备孔道均匀，机械稳定的特点，并且弥补了传统厚电极内阻较大与动力学性能差的短板。本发明专利技术适用于三元、钴酸锂、锰酸锂材料等正极材料，所制造的厚电极用于锂离子电池中，实现了更高的能量密度与倍率性能，以及更优异的循环寿命。及更优异的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种具有定向孔道结构的厚电极


[0001]本专利技术属于锂电池
，具体涉及一种具有定向孔道结构的厚电极。

技术介绍

[0002]近年来，由于社会生产生活方式的转变，传统化石能源的弊端日益放大，新型能源不断占有更多的市场份额。得益于目前便携电子，电网储能以及电动汽车市场的扩大，尤其是代表化学储能的锂离子电池设备迎来了前所未有的发展与机遇，对于具备高能量密度与循环稳定性的锂离子电池的需求日益迫切。经过几十年的发展，基于层状金属氧化物的正极与石墨负极所制备的锂离子电池已接近其单体理论能量密度的极限(约250Wh/kg)，根据要求，要达到350Wh/kg的单体能量密度则必须开发更为先进电池制造技术。
[0003]通常来说，实现更高的能量密度有两条大方向：(1)开发具有更高比容量的电池材料以及相应电池体系的匹配；(2)更为先进的电池结构设计。在基本不改变电池材料的性质与体系特点的前提下，电池结构的设计和优化能够为电池能量密度的提升提供更为切实有效的方法。由于电池容量的根本是源于电池正负极活性材料，那么电池结构设计的核心原则就是减少非活性材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有定向孔道结构的锂电池正极厚电极，其特征在于，所述厚电极正极材料为镍钴锰三元材料、钴酸锂材料、锰酸锂材料中的一种或多种，所述厚电极导电剂为小颗粒超导炭黑(SuperP)与碳烟衍生碳颗粒，所述厚电极采用无机发泡剂形成孔道。2.根据权利要求1所述的厚电极，其特征在于，所述厚电极中正极材料的粒度分布D50为5μm～15μm。3.根据权利要求1或2所述的厚电极，其特征在于，所述碳烟衍生碳颗粒采用微粒捕集技术(DPF)收集使用柴油发动机的汽车所产生汽车尾气中的碳烟颗粒制备；和/或，所述导电剂的添加量为厚电极原料全部固含量的3wt％～5wt％，所述固含包含正极材料、粘结剂、导电剂和发泡剂；和/或，所述碳烟衍生的碳颗粒添加量占导电剂的50wt％～100wt％，优选60wt％
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95wt％。4.根据权利要求3所述的厚电极，其特征在于，所述衍生碳颗粒的制备方法包含如下步骤：S1：用王水酸洗纯化汽车尾气碳烟颗粒，清洗、干燥；S2：将纯化的碳烟颗粒浸入植酸溶液，搅拌、静置；S3：加入金属盐，搅拌、静置，植酸分子络合金属离子并吸附至纯化的碳烟颗粒；S4：洗净碳颗粒并烘干后热解碳化，冷却，粉碎后制得碳烟衍生碳颗粒。5.根据权利要求4所述的厚电极，其特征在于，S1所述王水浓度为70～100wt％；和/或，S1所述清洗为依次使用纯水、乙醇清洗。6.根据权利要求4所述的厚电极，其特征在于，S2所述植酸水溶液浓度为0.01～0.1mol/L；和/或，S2所述静置时间为20～60min。7.根据权利要求4所述的厚电极，其特征在于，S3所述金属盐为铜，铝、锌、铁、镍、钴、锡、镁的硝酸盐和/或硝酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：华梦男，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：