一种纸复合电极及其制备方法.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CN108172760A(43)申请公布日2018.06.15(21)申请号201711424162.8H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2017.12.25(71)申请人北京乐华锂能科技有限公司地址100193北京市海淀区东北旺西路8号中关村软件园10号楼国永融通大楼108(72)发明人苑克国周敏赵越付光辉(74)专利代理机构北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙)11357代理人刘洪勋(51)Int.Cl.H01M4/13(2010.01)H01M4/139(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M4/66(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种纸复合电极及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种纸复合电极及其制备方法，包括：以造纸用纸浆为基体，与碳纳米材料和锂离子电池活性电极材料通过机械法进行混合，用混合成的浆料抄造纸张；将获得的所述纸张辊压制成电极极片；本发明提供的纸复合电极制备方法使用的原料易得、廉价、制备工艺简单，可大大降低柔性二维电极的生产成本，利于放大生产；本发明制备方法获得的纸复合电极具有一种三元相互交缠结构，集成了木纤维的柔性多孔结构、导电碳材料的导电网络构架以及锂离子电池活性电极材料，具有优异的充放电比容量和循环稳定性，柔性二维形状，可塑性高。CN108172760ACN108172760A权利要求书1/1页1.一种纸复合电极的制备方法，其特征在于：包括以纸浆为基体，与碳纳米材料和锂离子电池活性电极材料通过机械法进行混合，用混合成的浆料抄造纸张，制备出复合结构纸张；将获得的所述纸张辊压制成电极极片。2.根据权利要求1所述的纸复合电极的制备方法，其特征在于：所述复合结构纸张中锂离子电池活性电极材料的重量百分含量为50％-90％；碳纳米材料的重量百分含量为5％-45％；纸基木纤维的重量百分含量不大于5％；复合结构纸张中各材料构成相互交缠结构。3.根据权利要求2所示的纸复合电极的制备方法，其特征在于：所述碳纳米材料包括：碳纳米管、石墨烯、石墨烯氧化物、还原的石墨烯氧化物、碳纤维和细菌纤维素类碳纤维/纤毛中的任意一种或两种以上的组合。4.根据权利要求2所述的纸复合电极的制备方法，其特征在于：所述锂离子电池活性电极材料包括：能够和锂形成插层化合物的碳、能够与锂发生合金化反应的金属、能够与锂发生转化反应的过渡金属化合物及嵌锂型过渡金属氧化物中的一种或一种以上的组合。5.根据权利要求4所述的纸复合电极的制备方法，其特征在于：所述能够和锂形成插层化合物的碳包括：人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳；能够与锂发生合金化反应的金属包括：锡、硅、锗、铝、镁、合金；能够与锂发生转化反应的过渡金属化合物包括：氧化铁、氧化钛、氧化锌；嵌锂型过渡金属氧化物包括钛酸锂、锰酸锂、钴酸锂和磷酸铁锂。6.一种纸复合电极，其特征在于：所述复合电极由锂离子电池活性电极材料和碳纳米材料以及木纤维组成；其中锂离子电池活性电极材料的重量百分含量为50％-90％；碳纳米材料的重量百分含量为5％-45％；木纤维的重量百分含量不大于5％。7.根据权利要求6所述纸复合电极，其特征在于：该电极为二维柔性电极，厚度为0.05-5cm。8.一种权利要求7所述的纸复合电极作为支撑电极在锂离子二次电池中的应用。9.一种电化学储能器件，其特征在于：所述电化学储能器件中包含由权利要求1-5任一项所述制备方法获得的纸复合电极。2CN108172760A说明书1/5页一种纸复合电极及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池制备技术领域，具体而言是一种纸复合电极，并且本发明还提供了该纸复合电极的制备方法。背景技术[0002]近年来，随着电子技术的飞速发展，电子设备正在向着轻薄化、柔性化和可穿戴的方向发展，例如三星和LG等公司都推出了曲面屏手机，并且正在向研制可折叠、可弯曲的新一代产品发展。目前发展柔性电子器件最大的挑战之一就是与之相适应的轻薄且柔性的电化学储能器件，传统的锂离子电池、超级电容器等产品是不能弯曲的，在弯曲、折叠时，容易造成电极材料和集流体分离，影响电化学性能，缩短寿命，深圳导致短路，发生严重的安全问题，因此为了适应下一代柔性电子设备的发展，柔性储能器件的研制工作迫在眉睫。[0003]锂离子电池能量密度高，具有良好的循环稳定性能，是发展柔性储能器材较为理想的储能器件，目前，柔性锂离子电池面临的三个问题：1)柔性电极的设计和制备；2)弯曲折叠过程中器件电化学性能的稳定性；3)高性能密度和高功率密度。[0004]有鉴于此，特提出本发明。发明内容[0005]本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种纸