[发明专利]一种高能量密度电池电极及其低碳制备方法和应用

权利要求书

1.一种电池电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将正极活性材料或负极活性材料、导电填料和聚合物溶液混合均匀制得功能型电极浆料，再将均匀混合的功能型电极浆料涂覆在集流体表面，得到正极电极或负极电极；其中，所述聚合物溶液包括聚合物和溶剂，所述聚合物包括聚偏氟乙烯和第二组分，所述溶剂为聚偏氟乙烯的低沸点不良溶剂，并且所述第二组分为能与聚偏氟乙烯发生相互吸引作用的高分子物质；所述第二组分为聚氧化乙烯；所述溶剂为酰胺类溶剂。

2.根据权利要求1所述的电池电极的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯和第二组分的质量比为： 9.9：0.1 ～ 1：1。

3.根据权利要求1所述的电池电极的制备方法，其特征在于，所述溶剂为： N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。

4.根据权利要求1或2所述的电池电极的制备方法，其特征在于，正极活性材料或负极活性材料20～98重量份，导电填料1～50重量份，聚合物1～50重量份。

5.根据权利要求1或2所述的电池电极的制备方法，其特征在于，所述聚合物溶液的质量浓度为1%～30%。

6.根据权利要求1或2所述的电池电极的制备方法，其特征在于，所述功能型电极浆料的固含量质量分数控制为5%～70%。

7.根据权利要求6所述的电池电极的制备方法，其特征在于，所述功能型电极浆料的固含量质量分数控制为10%～50%。

8.根据权利要求1～3任一项所述的电池电极的制备方法，其特征在于，所述正极活性材料包括：磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸镍锂、磷酸钴锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、镍酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或硫碳复合颗粒；

所述负极活性材料包括：人工石墨、天然石墨、钛酸锂、硅碳复合材料、锡及其合金材料；

所述导电填料为导电炭黑、导电石墨、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯、金属粉末或金属纤维中的至少一种；

所述集流体为铝箔或铜箔。

9.根据权利要求1～3任一项所述的电池电极的制备方法，其特征在于，将所述正极电极或负极电极制成相应的电极片。

10.根据权利要求1～3任一项所述的电池电极的制备方法，其特征在于，所述电池电极的制备方法包括如下步骤：

（1）制备聚合物溶液：将干燥并称量好的聚偏氟乙烯和第二组分溶解在溶剂中，在20～100℃搅拌溶解得到均匀的聚合物溶液；

（2）制备功能型浆料：将所得聚合物溶液加入到正极活性材料或负极活性材料和导电填料中，采用机械混合或者球磨得到均匀的功能型浆料；

（3）制备复合电极：将所得的功能型浆料涂敷于正极集流体或负极集流体表面，在50～150℃条件下干燥使溶剂完全挥发，得到所需正极电极或负极电极，最后经过辊压处理得所述正极电极片或负极电极片。

11.根据权利要求10所述的电池电极的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，辊压温度为50 ～ 200℃，压力为1 ～ 200MPa，辊压时间为1秒～10分钟。

12.根据权利要求1～3任一项所述的电池电极的制备方法，其特征在于，所述正极电极或负极电极的活性物质载量为10～50 mg/cm²，厚度为50 ～ 300 μm。

13.一种电池电极，其采用权利要求1～12任一项所述的方法制得。

14.一种锂电池，包括：正极电极片、负极电极片、放置在正极电极片和负极电极片之间的隔膜、以及电解液，其特征在于，所述正极电极片、负极电极片中的至少一种为权利要求1～12任一项所述的方法制得的电池正极电极片或负极电极片。