[发明专利]一种用明胶包覆的电极材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种用明胶包覆的电极极片的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：

步骤一：将明胶置于去离子水中，在25～80℃下恒温静置0.5～5h，然后搅拌0.5～5h，配制成明胶溶液；明胶溶液的质量百分比浓度为0.1%～20%；

步骤二：将明胶溶液手动或旋转涂覆在电极极片表面；

其中，涂覆到极片表面上的明胶质量占电极极片粉料质量的0.01～10%；

所述电极极片制备方法为：活性物质、导电剂和粘结剂按质量比7:2:1混合后得到粉料，N-甲基-吡咯烷酮或去离子水为溶剂，溶剂与粘结剂的质量比为5～50：1，搅拌成均为的浆料后，涂覆在集流体上，烘干，制成极片；烘干后的电极极片负载的粉料量为0.5～50mg/cm²；

其中，电极活性物质为含有锂、钠、钾或锰离子且可发生可逆插入的化合物或者掺杂物或混合物；

步骤三：将涂覆明胶后的电极极片在50～100℃温度下干燥，干燥时间为1～600分钟，得到明胶包覆的电极极片；

所述的集流体具体为导电聚乙烯（PE）、导电PE包覆不锈钢、碳布或石墨。

2.如权利要求1所述的用明胶包覆的电极极片的制备方法，其特征为所述的电极活性物质具体为LiFePO₄、MnO₂、Na₂MnO₄、LiMn₂O₄或K_0.27MnO₂。

3.如权利要求1所述的用明胶包覆的电极极片的制备方法，其特征为所述的导电剂具体为炭黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的用明胶包覆的电极极片的制备方法，其特征为所述的粘结剂包括水系粘结剂或有机粘结剂；水系粘结剂为羟甲基纤维素钠（CMC）、丁苯橡胶（SBR），有机粘结剂为聚偏氟乙烯（PVDF）。

5.如权利要求1所述的用明胶包覆的电极极片的制备方法，其特征为所述的涂覆为采用旋转涂覆机进行明胶涂覆；其中，旋转涂覆机转速为500～4000转/分钟，旋转时间为5～60秒。

6.如权利要求1所述的用明胶包覆的电极极片的制备方法，其特征为所述明胶为工业明胶、食用明胶或医用明胶。

7.一种水系离子电池，其特征为该电池的正极为权利要求1所述方法制备的明胶包覆的电极极片，负极为金属锌、锌的合金或锌的改性材料，电解质为多价金属离子或碱金属离子的水溶液或水凝胶；所述多价金属离子或碱金属离子为Zn、Mg、Ca、Al、Li、Na、K、Mn中的至少一种；所述水溶液的离子浓度为0.1～5M；

所述的水凝胶的组成为高分子基体和多价金属离子或碱金属离子的水溶液，高分子基体质量是凝胶质量的0.1-40%；多价金属离子或碱金属离子的水溶液的浓度为0.1～5M。

8.如权利要求7所述的水系离子电池，其特征为所述锌的合金为锌镍合金、锌锡合金、锌锑合金或锌铋合金；锌的改性材料为 锌-碳复合物。

9.如权利要求7所述的水系离子电池，其特征为所述的电解质为含有1～3M ZnSO₄和0.1～0.3M MnSO₄的混合电解液。

10.如权利要求7所述的水系离子电池，其特征为所述的高分子基体具体为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚氧乙烯或聚乙烯醇。