[发明专利]柔性无集流体电池极片、电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柔性无集流体电池极片、电池及其制备方法。所述柔性无集流体电池极片的制备方法包括：提供电极浆料，其包括溶剂、粘结剂、均匀分散的电极活性材料以及可以选择添加或不添加的分散剂或增稠剂。与现有技术相比，本发明的制备方法在整个制备过程中没有用到有机溶剂，对环境友好并避免对工作人员产生潜在危害，同时，本发明的制备方法无需使用集流体来制备电池极片，大大降低了制备成本和工艺难度，且所制备得到的柔性无集流体电池极片具有导电性好、填实密度高、电极活性材料负载量大、比容量高、稳定性好，优异的机械柔韧性和机械强度等优点。

技术领域

本发明涉及一种柔性无集流体电池极片、电池及其制备方法。

背景技术

随着可穿戴电子设备的逐渐流行，发展便携式、可弯曲、可伸展甚至可植入人体的轻薄柔性电子器件最近成为学术界和工业界的共同研究热点。各类可卷绕显示屏、可弯折内存、智能服饰以及植入式医用传感器等器件的原型纷纷问世，正引领一场新的柔性电子技术热潮，势必对人们的社交方式、生活习惯产生类似于智能手机带来的革命性的影响。要让可穿戴设备真正满足人们的日常生活需要，即如何让智能设备即穿戴舒适又具备长时间的续航能力，开发与之相对应的柔性电源系统成为亟待攻克的技术难点之一。

目前用于便携式智能设备的能量转化与存储器件主要包括锂离子电池、超级电容器以及光伏电池等。为了让使这些设备即具备机械上的可弯折、可伸展以及疲劳耐受性，又不牺牲其能量转化效率、能量储存密度和可逆循环寿命，人们对构成这些设备的主要功能材料如电极、集流体、电解质以及封装材料做了大量的柔性改造并取得了一些初步的进展。

然而，到目前为止上述大部分器件仍仅仅停留在原型阶段，要真正应用于实际仍存在性能不足、制备成本高、工艺复杂以及稳定性不够等亟待解决的问题。并且，现在大部分的电池极片在制备过程中往往用到有机溶剂，容易对工作人员产生潜在危害并会对环境造成一定污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种柔性无集流体电池极片、电池及其制备方法，能以简单的工艺和低廉的成本生产制备出导电性好、填实密度高、电极活性材料负载量大，并具有优异的机械柔韧性和机械强度的电池极片。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔性无集流体电池极片的制备方法，包括以下步骤：

提供电极浆料，所述电极浆料包括溶剂、粘结剂、均匀分散的电极活性材料以及可以选择添加或不添加分散剂或增稠剂；

对所述电极浆料进行高温高压过滤处理，得到所述柔性无集流体电池极片。

进一步地，所述高温高压过滤的条件包括：温度为0-300℃，优选为0-100℃，压力为0.1Mpa以上，优选为0.5–8MPa，滤孔孔径不大于1μm，优选为0.2–0.5μm。

进一步地，包括：在保护性气氛中对所述电极浆料进行所述高温高压过滤处理。

进一步地，所述高温高压过滤的具体步骤包括：

在保护性气氛中将所述电极浆料加热至0-300℃，并在0.1-10MPa的压力下过滤；

之后保持温度和压强直至产物干燥后，降温泄压并将形成的柔性无集流体电池极片与过滤材料分离。

进一步地，用于形成所述保护性气氛的气体包括氮气、氩气或氦气，但不限于此。

进一步地，所述过滤材料包括纤维素滤纸、聚丙烯滤膜、聚乙烯滤膜、尼龙滤膜、聚醚砜滤膜、玻璃纤维滤膜、聚酯滤膜、聚偏氟乙烯滤膜、聚四氟乙烯滤膜或陶瓷滤膜，但不限于此。

进一步地，所述溶剂为水或以水为主体的共溶剂。

进一步地，所述电极活性材料包括金属盐、金属氧化物、金属、非金属单质、非金属氧化物或以上物质的复合物，但不限于此。