[发明专利]一种高弹性多孔电极的制备方法

说明书

本发明公开了属于电化学储能技术领域的一种高弹性多孔电极的制备方法。所述方法包括：将活性物质、高弹性粘结剂、导电剂、添加剂进行混合分散，以形成混合物；对所述混合物进行辊压，以形成活性物质高弹性膜；将导电胶涂在集流体上形成导电粘性涂层；将高弹性活性物质膜和表面形成导电粘性涂层的集流体进行热压复合，得到高弹性多孔电极。本发明可以用于超级电容器极片的生产，锂离子电池极片的生产，燃料电池极片的生产等高弹性电极的生产过程中。可以进行大规模生产，并且生产过程中无溶剂挥发造成环境污染，大大降低了成本，生产速度快，制造成本低。

技术领域

本发明属于电化学储能技术领域，特别涉及一种高弹性多孔电极的制备方法。

背景技术

电化学电源作为储能元器件已经受到了广泛的使用，随着我国动力电源产业的发展，对电化学电源的需求量越来越大，对其性能要求越来越高。电极是化学电源的核心，电极性能参数决定了电源本身的性能，高弹性电极解决了电源加工时活性物质容易脱落造成自放电大、一致性差的缺点。高弹性电极同时解决了电源卷绕过程中容易断片等缺点。高弹性电极解决了活性物质在充放电过程中体积变化造成的活性物质脱落失效问题。高弹性电极及其制作方法可以广泛的应用到锂离子电池、超级电容器等电化学电源中。

发明内容

本发明的目的是提供一种高弹性多孔电极的制备方法，其特征在于，所述高弹性电极的制备包括：

1）先将活性物质、高弹性粘结剂、导电剂、添加剂进行混合分散，以形成混合物；所述混合物的总质量中包括高弹性粘结剂1 wt %-20 wt %，导电剂0.5 wt %-30 wt %，活性物质50 wt %-98 wt %,添加剂0.5 wt %-1 wt %；

2）对混合分散后的混合物进行多次辊压，以形成活性物质高弹性膜；

3）将导电胶涂在集流体表面，形成导电粘性涂层；

4）将高弹性活性物质膜和表面形成导电粘性涂层的集流体进行热压复合，得到高弹性多孔电极。

所述活性物质为粉体粒径范围0.1至2μm，并且选取活性炭、气凝胶炭、炭纳米管、改性炭纳米管材料、石墨烯、改性石墨烯材料、活性炭与石墨烯复合材料、活性炭与炭纳米管复合材料、中间相碳微球、天然石墨、改性石墨、包覆石墨、人造石墨、焦炭、硅粉、硅线锂离子电池使用的含锂元素的正极粉体材料、锂离子电池负极使用的含锂元素的负极粉体材料之一种或一种以上的混合物。

所述高弹性粘结剂为固体或者粉体，其分子量为10万到100万的粘结剂，并且选取三元乙丙橡胶、丙烯酸树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、丁腈橡胶去甲基纤维素钠之一种或一种以上的混合物。

所述导电剂为粉体，乙炔黑、科琴黑、导电纤维、导电石墨、金属丝之一种或一种以上的混合物。

所述添加剂为橡胶或塑料加工助剂；并且选取增强剂、防老化剂、硫化剂、增塑剂之一种或一种以上的混合物。

所述步骤1）的混合分散方式采用开放式双棍混合分散、单螺杆密封式混合分散、双螺杆密封式混合分散、多螺杆密封式混合分散、双行星式混合分散、球磨式混合分散；混合分散时间为5至360分钟。

所述步骤2）的混合物进行辊压采用热扎工艺；辊压温度为120℃-200℃；对混合物进行多次的热辊压，从而形成连续的高弹性活性物质膜。

所述为集流体选自铜箔、铝箔或者有粘性的导电高分子薄膜。

所述导电胶由导电炭黑、导电石墨、石墨烯、炭纳米管中的一种或者多种跟水系粘结剂或者油系粘结剂调成糊状，并通过凹版涂布或者线棒涂布法在集流体表面形成固态状的导电粘性涂层。