【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学储能领域，更具体地，涉及一种改善电极材料低温性能的方法。
技术介绍
1、随着以化石燃料为动力基础带来的能源危机和环境污染问题，发展可再生的清洁能源已经成为当前能源战略的一个重要组成部分。在这其中，二次离子电池由于能量密度高、循环寿命长和环境友好等优点而备受关注。目前，二次离子电池在电子通讯、航空航天、医疗等民用和国防科技领域得到了广泛的应用，且在电动汽车、混合动力汽车等领域也有着长足的发展。尽管二次离子电池近年来发展的很快并且在很多领域发挥着不可替代的作用。然而在实际应用中，其低温性能始终差强人意。研究表明，在-20℃的条件下，电池的能量密度仅为常温时的30％，且循环寿命以及倍率性能也相应受到影响，这严重限制了其在寒冷条件下的规模化使用。因此，开发变革性的低温离子储能电池技术已迫在眉睫。
2、电极材料作为电池关键材料之一，其低温性能直接决定了电池低温性能的优劣。在低温下，金属离子在电极材料中的迁移速率降低，由此造成电极极化加剧，充放电容量减小。另外，低温充电过程中尤其是低温大倍率充电时，负极将出现金属析出与沉积，从而导致电池失效并带来安全问题。因此改善电极材料的低温性能是开发低温离子电池储能技术的一个重要途径。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种改善电极材料低温性能的方法。
2、为达到上述目的，本专利技术提供了一种改善电极材料低温性能的方法，该方法通过气相无溶剂聚合或液相外延聚合的方法，将有序导电聚合物包覆于电极材料表面；所述
3、进一步，所述有序导电聚合物选自如下的至少一种：聚芴、聚亚苯基、聚芘、聚吡咯、聚薁、聚萘、聚咔唑、聚吲哚、聚吖庚因、聚苯胺、聚噻吩、聚3-己基噻吩、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)、聚(对-亚苯基硫醚)、聚乙炔、聚(对-亚苯基亚乙烯基)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)-聚磺苯乙烯、及其衍生物、及其共聚物。
4、进一步，所述低维结构选自如下中的至少一种：零维结构、一维结构、二维结构、及其组合。
5、进一步，所述气相无溶剂聚合，具体包括以下步骤：
6、形成电极材料的分散液，任选地将氧化剂和/或导电剂加入所述分散液中，冷冻干燥，获得电极材料泡沫，将其置于含有导电聚合物单体的密闭容器中进行原位聚合反应，即可。
7、进一步，所述分散液中，电极材料的浓度为0.01mol/l～15mg/ml。
8、进一步，所述氧化剂的加入量为0.0005mol/l～0.1mol/l。
9、进一步，所述原位聚合反应的条件为：原位聚合反应的温度为-30℃～40℃，原位聚合反应的时间为1小时～50天。
10、进一步，所述液相外延聚合，具体包括以下步骤：
11、形成电极材料的分散液，任选地将氧化剂和/或导电剂加入所述分散液中，然后加入导电聚合物单体，进行原位聚合反应，即可。
12、进一步，所述分散液中，电极材料的浓度为0.03mg/ml～20mg/ml。
13、进一步，所述氧化剂的加入量为0.00001mol/l～0.005mol/l。
14、进一步，所述原位聚合反应的条件为：原位聚合反应的温度为-10℃～25℃，原位聚合反应的时间为0.5小时～50天。
15、进一步，所述电极材料包括金属离子电池电极材料。
16、进一步，所述金属离子电池电极材料为金属离子电池正极材料或金属离子电池负极材料。
17、进一步，所述金属离子电池电极材料选自如下中的至少一种：锂离子电池电极材料、钠离子电池电极材料、钾离子电池电极材料、锌离子电池电极材料。
18、进一步，所述电极材料包括选自如下中的至少一种：碳基材料、硅基材料、金属锂、金属钠、金属钾、金属锌、聚合物、及其组合。
19、另外，如无特殊说明，本专利技术所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。本专利技术中制备方法如无特殊说明则均为常规方法，所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得或根据现有技术制得，所述溶液若无特殊说明均为水溶液。
20、本专利技术的有益效果如下：
21、本专利技术利用一步法在电极材料表面原位包覆有序导电聚合物，改善了电极材料的电子/离子低温导通性。同时，有序导电聚合物特有的柔性长链可以为离子扩散和输运提供通道，因此利用本专利技术的方法获得的电极材料，其倍率性能和循环稳定性均能得到一定提升。
22、本专利技术提供的改善电极材料低温性能的方法操作简单、方便，生产成本低，适合大规模生产应用。
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1.一种改善电极材料低温性能的方法，其特征在于，通过气相无溶剂聚合或液相外延聚合的方法，将有序导电聚合物包覆于电极材料表面；所述电极材料的微观结构是低维结构；所述有序导电聚合物的包覆厚度为5纳米～10微米。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有序导电聚合物选自如下的至少一种：聚芴、聚亚苯基、聚芘、聚吡咯、聚薁、聚萘、聚咔唑、聚吲哚、聚吖庚因、聚苯胺、聚噻吩、聚3-己基噻吩、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)、聚(对-亚苯基硫醚)、聚乙炔、聚(对-亚苯基亚乙烯基)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)-聚磺苯乙烯、及其衍生物、及其共聚物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低维结构选自如下中的至少一种：零维结构、一维结构、二维结构、及其组合。
4.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述气相无溶剂聚合，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述分散液中，电极材料的浓度为0.01mg/mL～15mg/mL；
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述原位聚合反应的条件为：原
7.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述液相外延聚合，具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述分散液中，电极材料的浓度为0.03mg/mL～20mg/mL；
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述原位聚合反应的条件为：原位聚合反应的温度为-10℃～25℃，原位聚合反应的时间为0.5小时～50天。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电极材料为金属离子电池电极材料；
...【技术特征摘要】
1.一种改善电极材料低温性能的方法，其特征在于，通过气相无溶剂聚合或液相外延聚合的方法，将有序导电聚合物包覆于电极材料表面；所述电极材料的微观结构是低维结构；所述有序导电聚合物的包覆厚度为5纳米～10微米。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有序导电聚合物选自如下的至少一种：聚芴、聚亚苯基、聚芘、聚吡咯、聚薁、聚萘、聚咔唑、聚吲哚、聚吖庚因、聚苯胺、聚噻吩、聚3-己基噻吩、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)、聚(对-亚苯基硫醚)、聚乙炔、聚(对-亚苯基亚乙烯基)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)-聚磺苯乙烯、及其衍生物、及其共聚物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低维结构选自如下中的至少一种：零维结构、一维结构、二维结构、及其组合。
4.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述气相无溶剂聚合，具体包...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘燕，王文，
申请(专利权)人：山东产研能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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