一种具有涂覆层的柔性电极片及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107611341A(43)申请公布日2018.01.19(21)申请号201710775191.2H01M4/1391(2010.01)(22)申请日2017.08.31H01M4/1393(2010.01)H01M4/04(2006.01)(71)申请人柔电（武汉）科技有限公司H01M4/62(2006.01)地址430000湖北省武汉市东湖新技术开H01M10/0525(2010.01)发区光谷大道303号光谷.芯中心2-03栋402室(72)发明人熊红波胡韬解明(74)专利代理机构北京汇泽知识产权代理有限公司11228代理人胡建文(51)Int.Cl.H01M4/13(2010.01)H01M4/131(2010.01)H01M4/133(2010.01)H01M4/139(2010.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种具有涂覆层的柔性电极片及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种具有涂覆层的柔性电极片，包括极片基体和至少涂覆在极片基体一侧的涂覆层，极片基体包括纤维体、活性物质和导电剂一，纤维体为纳米纤维或多枝晶类纤维，活性物质和导电剂一分散在纤维体中，活性物质为锂离子电池正极材料或负极材料；涂覆层包括粘结剂二、表面活性剂和导电剂二的混合浆料，导电剂二为氮掺杂三维石墨烯空心微球。该电极片自身通过纤维体的自支撑作用使得活性物质均匀分散在其内部，具有一定的柔性，同时在极片基体上涂布一层涂覆层浆料，分散开的氮杂石墨烯空心球既保留了原来碳的网状结构，又增加了与溶剂的接触面积，大大提高了与其反应物质的接触面积，涂覆层的导电性有很好的提升，从而提高锂电池的电性能。CN107611341ACN107611341A权利要求书1/2页1.一种具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：包括极片基体和至少涂覆在极片基体一侧的涂覆层，所述极片基体包括纤维体、活性物质和导电剂一，所述纤维体为纳米纤维或多枝晶类纤维，纤维体直径为纳米级或者亚微米级；所述活性物质和导电剂一分散在所述纤维体中，所述活性物质为锂离子电池正极材料或负极材料；所述涂覆层包括粘结剂二、表面活性剂和导电剂二的混合浆料，所述导电剂二为氮掺杂三维石墨烯空心微球。2.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述纤维体在极片基体中质量占比为0.1～15%，活性物质在极片基体中的质量占比为66～99.7%，导电剂一在极片基体中质量占比为0.2～10%；所述活性物质在极片基体中的面密度为1～50mg/cm2，所述导电剂一为碳纳米管，碳纳米纤维，碳纳米线，石墨烯，还原氧化石墨或银纳米线。3.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述极片基体还包括垫层，所述垫层为纳米纤维，所述纤维体、活性物质和导电剂一均设置在垫层上。4.如权利要求3所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述垫层在极片基体中的面密度为0.1～5mg/cm2。5.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述极片基体中还包括粘结剂一，所述粘结剂一为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羟甲基纤维素、丙烯腈多元共聚物中一种或几种的混合物；所述粘结剂一在极片基体中的质量占比不大于4%。6.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述涂覆层的厚度不超过20微米。7.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述粘结剂二在涂覆层中质量占比为55～95%，表面活性剂在涂覆层中质量占比为1～10%，导电剂二在涂覆层中质量占比不大于35%。8.如权利要求1所述的具有涂覆层的柔性电极片，其特征在于：所述涂覆层中粘结剂二为PVDF树脂粉末或偏氟乙烯均聚物粉末或偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物粉末或丁苯橡胶或丙烯腈多元共聚物；表面活性剂为氟代烷基甲氧基醚醇、氟代烷基乙氧基醚醇、聚氧乙烯烷基酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种的混合物。9.如权利要求1～8中任一项所述的具有涂覆层的柔性电极片的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)分散：将导电剂一采用有机溶剂或者去离子水做溶剂，超声分散，分散浓度为0.1～2mg/ml，形成导电剂浆料；将纤维体采用有机溶剂或去离子水做溶剂，高速搅拌式分散，分散浓度为0.5～3mg/ml；2)搅拌均化：向步骤1)的导电剂浆料中加入活性物质，充分混合后，再加入步骤1)中分散好的纤维体，再充分搅拌混合均匀，形成悬浮浆料；3)将步骤2)得到的悬浮浆料倒入放滤纸的抽滤装置中，采用真空抽滤或者高压压滤的方式过滤成膜；4)取过滤后成膜的样品在真空中烘烤，去掉膜中溶剂成分，干燥后得到极片基体；5)采用氧化石墨烯包覆法制备氮掺杂三维石墨烯空心微球，将表面活性剂采用有机溶剂或者去离子水