[发明专利]一种具有涂覆层的柔性电极片及其制备方法

权利要求书

1.一种具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：包括极片基体和至少涂覆在极片基体一侧的涂覆层，所述极片基体包括纤维体、活性物质和导电剂一，所述纤维体为纳米纤维或多枝晶类纤维，纤维体直径为纳米级或者亚微米级；所述极片基体是由分散有纤维体、活性物质和导电剂一的悬浮浆料通过真空抽滤或高压压滤形成膜，所述活性物质和导电剂一分散在所述纤维体中，所述活性物质为锂离子电池正极材料或负极材料；所述极片基体还包括垫层，所述垫层为纳米纤维，所述纤维体、活性物质和导电剂一均设置在垫层上；所述涂覆层包括粘结剂二、表面活性剂和导电剂二的混合浆料，所述导电剂二为氮掺杂三维石墨烯空心微球。

2.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述纤维体在极片基体中质量占比为0.1～15%，活性物质在极片基体中的质量占比为66～99.7%，导电剂一在极片基体中质量占比为0.2～10%；所述活性物质在极片基体中的面密度为1～50mg/cm²，所述导电剂一为碳纳米管，碳纳米纤维，碳纳米线，石墨烯，还原氧化石墨或银纳米线。

3.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述垫层在极片基体中的面密度为0.1～5mg/cm²。

4.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述极片基体中还包括粘结剂一，所述粘结剂一为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羟甲基纤维素、丙烯腈多元共聚物中一种或几种的混合物；所述粘结剂一在极片基体中的质量占比不大于4%。

5.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述涂覆层的厚度不超过20微米。

6.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述粘结剂二在涂覆层中质量占比为55～95%，表面活性剂在涂覆层中质量占比为1～10%，导电剂二在涂覆层中质量占比不大于35%。

7.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述涂覆层中粘结剂二为PVDF树脂粉末或丁苯橡胶或丙烯腈多元共聚物；表面活性剂为氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、聚氧乙烯烷基酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种的混合物。

8.如权利要求1～7中任一项所述的具有涂覆层的柔性电极片的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)分散：将导电剂一采用有机溶剂或者去离子水做溶剂，超声分散，分散浓度为0.1～2mg/ml，形成导电剂浆料；将纤维体采用有机溶剂或去离子水做溶剂，高速搅拌式分散，分散浓度为0.5～3mg/ml；

2)搅拌均化：向步骤1)的导电剂浆料中加入活性物质，充分混合后，再加入步骤1)中分散好的纤维体，再充分搅拌混合均匀，形成悬浮浆料；

3)将步骤2)得到的悬浮浆料倒入放滤纸的抽滤装置中，采用真空抽滤或者高压压滤的方式过滤成膜；

4)取过滤后成膜的样品在真空中烘烤，去掉膜中溶剂成分，干燥后得到极片基体；

5)采用氧化石墨烯包覆法制备氮掺杂三维石墨烯空心微球，将表面活性剂采用有机溶剂或者去离子水做溶剂，超声分散后高速搅拌，将制备的氮掺杂三维石墨烯空心微球加入分散好的表面活性剂中，高速分散形成混合液；

6)将粘结剂二加入到制备好的混合液中，搅拌均匀，用50～250目的过滤网过滤，得到涂覆层浆料；

7)将步骤6)制得的涂覆层浆料涂布在步骤4)制得的极片基体的至少一侧，干燥后即得具有涂覆层的柔性电极片。

9.如权利要求8所述的具有涂覆层的柔性电极片的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为乙醇、乙二醇、丙醇、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇，丙酮中一种。