一種含有鋰離子導(dǎo)電聚合物涂層正極片的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含有鋰離子導(dǎo)電聚合物涂層正極片的制備方法。將具有鋰離子導(dǎo)電聚合物材料用有機(jī)醇類或者酮類溶劑溶解，形成膠狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片上，烘干溶劑后得到含有鋰離子導(dǎo)電聚合物涂層正極片。本發(fā)明具有如下有益效果：（1）具有鋰離子導(dǎo)電聚合物材料涂層的正極片為鋰離子超級(jí)電容器的正極使負(fù)極不需要再加入鋰片或者復(fù)雜的預(yù)嵌鋰工藝，簡(jiǎn)化了制備工藝，降低了成本。
【專利說(shuō)明】-種含有裡離子導(dǎo)電聚合物涂層正極片的制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于裡離子超級(jí)電容器技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種裡離子超級(jí)電容器正極片的制 備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 近年來(lái)，裡離子二次電池得到了很大的發(fā)展，運(yùn)種電池負(fù)極一般使用石墨等炭素 材料，正極使用鉆酸裡、儘酸裡等含裡金屬氧化物。運(yùn)種電池組裝W后，充電時(shí)負(fù)極向正極 提供裡離子，而在放電時(shí)正極的裡離子又返回負(fù)極，因此被稱為"搖椅式電池"。與使用金屬 裡的裡電池相比，運(yùn)種電池具有高安全性和高循環(huán)壽命的特點(diǎn)。
[0005] 但是，由于正極材料在脫嵌裡的過程中容易發(fā)生結(jié)構(gòu)的變形，因此，裡離子二次電 池的循環(huán)壽命仍受到制約。因此近年來(lái)，把裡離子二次電池和雙層電容器結(jié)合在一起的體 系研究成為新的熱點(diǎn)。
[0006] 裡離子電容器一般負(fù)極材料選用石墨、硬碳等炭素材料，正極材料選用雙電層特 性的活性炭材料，通過對(duì)負(fù)極材料進(jìn)行裡離子的預(yù)滲雜，使負(fù)極電位大幅度下降，從而提高 能量密度。專利CN200580001498.2中公開了一種裡離子電容器，運(yùn)種裡離子電容器使用的 正極集流體和負(fù)極集流體均具有貫穿正反面的孔，分別由正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)形 成電極層，通過對(duì)負(fù)極進(jìn)行電化學(xué)接觸，預(yù)先把裡離子承載在負(fù)極中。專利 CN200780024069.6中公開了一種電化學(xué)電容器用負(fù)極的預(yù)處理方法，通過氣相法或液相 法在基板上形成裡層，然后將該裡層轉(zhuǎn)印到負(fù)極的電極層。運(yùn)些預(yù)滲雜的方法設(shè)及到的工 藝比較復(fù)雜，且對(duì)原材料需要進(jìn)行特殊處理，給制造過程帶來(lái)一定難度。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種裡離子超級(jí)電容器正極片的制備方法，該方 法制備的正極片可在裡離子電容器中提供裡源，從而不需要再對(duì)負(fù)極進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)嵌裡處 理或者在裡離子電容器中添加裡片，簡(jiǎn)化了裡離子電容器制備的工藝過程，降低了其工藝 成本。
[0009] 本發(fā)明提供的裡離子超級(jí)電容器正極片的制備方法為:將具有裡離子導(dǎo)電聚合物 材料用有機(jī)醇類或者酬類溶劑溶解，形成質(zhì)量濃度為30-70%膠狀溶液，然后涂覆在含有活 性材料正極片上，烘干溶劑后得到含有裡離子導(dǎo)電聚合物涂層正極片。
[0010] 進(jìn)一步地，所述裡離子導(dǎo)電聚合物材料包含W下一種或多種聚合物:聚丙締酸裡、 聚甲基丙締酸裡、聚乙二醇裡，數(shù)均分子量為20000-50000。
[0011] 進(jìn)一步地，所述膠狀溶液的質(zhì)量濃度為30-70%。
[0012] 進(jìn)一步地，所述有機(jī)醇類或者酬類溶劑包含W下一種或多種：乙醇、丙醇、丙酬、己 二醇。
[0013] 本發(fā)明提供一種裡離子超級(jí)電容器的制備工藝流程如下： (1)將活性炭或者石墨締正極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按照質(zhì)量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在正極集流體侶錐上，烘干后得到正極片。
[0014] (2)將具有裡離子導(dǎo)電聚合物材料用有機(jī)醇類或者酬類溶劑溶解，形成質(zhì)量濃度 為30-70%膠狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片上，烘干溶劑后得到含有裡離子導(dǎo)電 聚合物涂層正極片。
[0015] (3)將石墨或者硬炭負(fù)極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按照質(zhì)量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負(fù)極集流體銅錐錐上，烘干后得到負(fù)極片。
[0016] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負(fù)極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內(nèi)注入電解液，注入的電解液為Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(WL 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級(jí)電容器。
[0017] 采用本發(fā)明正極材料制備裡離子超級(jí)電容器的工藝為通用的裡離子電池制備工 藝，大大簡(jiǎn)化了裡離子超級(jí)電容器的制備工藝。
[0018] 本發(fā)明制備的具有裡離子導(dǎo)電聚合物材料涂層的正極片用作裡離子超級(jí)電容器 正極片時(shí)，具有裡離子導(dǎo)電聚合物材料涂層提供裡源，在首次充電時(shí)裡離子脫出聚合物插 入到石墨負(fù)極中，從而拉低負(fù)極電位，因此負(fù)極中不需要采用金屬裡片或者復(fù)雜的預(yù)嵌裡 工藝。
[0019] 本發(fā)明具有如下有益效果：（1)具有裡離子導(dǎo)電聚合物材料涂層的正極片為裡離 子超級(jí)電容器的正極使負(fù)極不需要再加入裡片或者復(fù)雜的預(yù)嵌裡工藝，簡(jiǎn)化了制備工藝， 降低了成本。
[0020]
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1是本發(fā)明裡離子超級(jí)電容器正極片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖中，1-正極集流體，2-活性材料正極片，3-具有裡離子導(dǎo)電聚合物材料涂層。
[0023]
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較優(yōu)的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明： 實(shí)施例1 (1)將活性炭材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成漿料，然后涂覆在正極集流體1侶錐上，烘干后得到正極片。
[0025] (2)將數(shù)均分子量為20000的聚丙締酸裡用乙醇溶解，形成質(zhì)量濃度為30%膠狀溶 液，然后涂覆在含有活性材料正極片2上，烘干溶劑后得到含有裡離子導(dǎo)電聚合物涂層正極 片3。
[00%] (3)將石墨負(fù)極材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負(fù)極集流體銅錐錐上，烘干后得到負(fù)極片。
[0027] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負(fù)極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內(nèi)注入電解液，注入的電解液為Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(D化 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級(jí)電容器。
[002引 實(shí)施例2 (1)將活性炭材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成漿料，然后涂覆在正極集流體1侶錐上，烘干后得到正極片。
[0029] (2)將數(shù)均分子量為50000的聚甲基丙締酸裡用丙酬溶劑溶解，形成質(zhì)量濃度為 70%膠狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片2上，烘干溶劑后得到含有裡離子導(dǎo)電聚合 物涂層正極片3。
[0030] (3)將硬炭負(fù)極材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比90:5: 5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負(fù)極集流體銅錐錐上，烘干后得到負(fù)極片。
[0031] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負(fù)極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內(nèi)注入電解液，注入的電解液為Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(WL 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級(jí)電容器。
[0032] 實(shí)施例3 (1)將活性炭材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成漿料，然后涂覆在正極集流體1侶錐上，烘干后得到正極片。
[0033] (2)將數(shù)均分子量為30000的聚乙二醇裡用丙醇溶劑溶解，形成質(zhì)量濃度為50%膠 狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片2上，烘干溶劑后得到含有裡離子導(dǎo)電聚合物涂層 正極片3。
[0034] (3)將石墨負(fù)極材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負(fù)極集流體銅錐錐上，烘干后得到負(fù)極片。
[0035] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負(fù)極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內(nèi)注入電解液，注入的電解液為Imo 1 /L LiPFs的DOkDME溶液(D化 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級(jí)電容器。
[0036] 實(shí)施例4 (1)將活性炭材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成漿料，然后涂覆在正極集流體1侶錐上，烘干后得到正極片。
[0037] (2)將數(shù)均分子量為40000的聚乙二醇裡用己二醇溶劑溶解，形成質(zhì)量濃度為45% 膠狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片2上，烘干溶劑后得到含有裡離子導(dǎo)電聚合物涂 層正極片3。
[0038] (3)將硬炭負(fù)極材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負(fù)極集流體銅錐錐上，烘干后得到負(fù)極片。
[0039] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負(fù)極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內(nèi)注入電解液，注入的電解液為Imo 1 /L LiPFs的DOkDME溶液(D化 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級(jí)電容器。
[0040] 實(shí)施例5 (I)將活性炭材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成漿料，然后涂覆在正極集流體1侶錐上，烘干后得到正極片。
[0041] (2)將分子量為35000的聚丙締酸裡用乙醇溶劑溶解，形成質(zhì)量濃度為60%膠狀溶 液，然后涂覆在含有活性材料正極片2上，烘干溶劑后得到含有裡離子導(dǎo)電聚合物涂層正極 片3。
[0042] (3)將石墨負(fù)極材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比90:5: 5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負(fù)極集流體銅錐錐上，烘干后得到負(fù)極片。
[0043] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負(fù)極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內(nèi)注入電解液，注入的電解液為Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(WL 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級(jí)電容器。
[0044] 其效果如表1所示，由表1可知:本發(fā)明制備的裡離子超級(jí)電容器能量密度達(dá)到了 43.1-45.2 wh/kg，達(dá)到了常用裡離子超級(jí)電容器的能量密度水平。
[0045] 夫1
W上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā) 明的具體實(shí)施只局限于運(yùn)些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋰離子超級(jí)電容器正極片的制備方法，其特征在于，將具有鋰離子導(dǎo)電聚合物 材料用有機(jī)醇類或者酮類溶劑溶解，形成膠狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片上，烘 干溶劑后得到含有鋰離子導(dǎo)電聚合物涂層正極片。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋰離子導(dǎo)電聚合物材料包含以下一種或 多種聚合物:聚丙烯酸鋰、聚甲基丙烯酸鋰、聚乙二醇鋰。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋰離子導(dǎo)電聚合物材料其數(shù)均分子量為 20000-50000。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述膠狀溶液的質(zhì)量濃度為30-70%。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)醇類或者酮類溶劑包含以下一種或 多種：乙醇、丙醇、丙酮T己二醇。6. -種鋰離子超級(jí)電容器的制備工藝，其特征在于，包括如下幾個(gè)步驟： 步驟A:將活性炭或者石墨烯正極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑加入到NMP中混合成漿料，然后 涂覆在正極集流體鋁箱上，烘干后得到正極片； 步驟B:將具有鋰離子導(dǎo)電聚合物材料用有機(jī)醇類或者酮類溶劑溶解，形成質(zhì)量膠狀溶 液，然后涂覆在含有活性材料正極片上，烘干溶劑后得到含有鋰離子導(dǎo)電聚合物涂層正極 片； 步驟C:將石墨或者硬炭負(fù)極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按照加入到NMP中混合成漿料，然后 涂覆在負(fù)極集流體銅箱箱上，烘干后得到負(fù)極片； 步驟D:將負(fù)極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組成電芯，然后在電池殼內(nèi)注入電解 液，封口，得到鋰離子超級(jí)電容器。7. 如權(quán)利要求6所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟A中，活性炭或者石墨烯正極材 料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為90:5:5。8. 如權(quán)利要求6所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟B中，質(zhì)量濃度為30-70%膠狀溶 液。9. 如權(quán)利要求6所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟C中，石墨或者硬炭負(fù)極材料、 導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑質(zhì)量比為90:5:5。10. 如權(quán)利要求6所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟D中，電解液為lmol/L LiPFs的 D0L-DME溶液，D0L和DME的體積比為1:1。
【文檔編號(hào)】H01G11/06GK106098409SQ201610616174
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月31日 公開號(hào)201610616174.X, CN 106098409 A, CN 106098409A, CN 201610616174, CN-A-106098409, CN106098409 A, CN106098409A, CN201610616174, CN201610616174.X
【發(fā)明人】肖麗芳, 鐘玲瓏
【申請(qǐng)人】肖麗芳