[发明专利]一种电极涂覆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极涂覆的方法，属于电化学储能技术领域。

背景技术

作为电化学装置的重要部件，电极需要具有良好的稳定性，这关系到电化学装置的使用寿命。电极材料是否能在电极上稳定存在而不脱落决定了电极能否长期使用。所以，改进电极的制备工艺，增强电极的循环稳定性，提高电极的使用寿命是一个值得研究的方向。

把活性物质涂覆到电极基材上，制备牢固有效，可长期使用的电极板是电极能够在实际应用中稳定使用的关键步骤。目前，电极活性物质通常是通过聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯等粘接剂粘接到电极基材上的。添加的粘接剂过少时，活性物质与电极基材粘接不牢，在使用过程中容易脱落，这不仅造成原材料的浪费，而且会污染设备，并造成二次污染。然而使用过量的粘接剂又会使电极板的内阻增大，这会在电化学设备使用中消耗大量的能量，并造成效率低下。另外，添加过多的粘接剂还会使活性物质容易粘接成块，使电解液能接触到的电极活性物质的量大大降低，导致电极板的适用性降低。从制备工艺上说，要使过量的粘接剂分散开来，大量的溶剂是必须的，这不但增加了电极制备的成本而且也使得电极制备工艺复杂，耗时长。因此，急需找到一种合适的电极制备方法，在加入较少的粘接剂情况下，保证电极材料能牢固的粘接在基材上，同时可以使得电极的制备相对容易，具有较低的电极制备成本和较高的电极性能。

目前把电极活性物质涂覆到基材上有很多种方法。典型的有压覆法和喷涂法。压覆法即采用压力将活性物质压到基材上。该方法要求压覆的混合物具有一定的粘稠度，因此溶剂不能过多，这就导致粘接剂在混合物中不容易分散好。另外，在向电极施加压力时容易使电极活性物质与电极基材之间的结合力变弱甚至直接分离。而喷涂法是将电极活性物质与粘接剂的混合物汽化后喷到电极基材上。这种方法的局限性较大，在汽化过程中，溶剂挥发过快会导致活性物质在空气中直接被干燥，并被气流吹走，喷涂到基材的活性物质很少，浪费原料。另外，这个方法对设备要求相对过高，且喷枪喷嘴在使用过程中容易堵塞，难以清洗。最后，喷涂过程中需要施加高压，设备要求复杂，操作也很麻烦。基于此，为了制备高性能的，可多次使用的电极，急需一种有效的，方便的电极涂覆方式。

发明内容

本发明目的是为了解决现有电极制备技术中电极材料与电极极板结合不够好的问题，提供一种电极涂覆的方法。

本发明目的是通过下述技术方案实现的。

一种电极涂覆的方法，具体步骤如下：

步骤一、将活性物质和导电材料加入到溶剂中混合均匀；活性物质和导电材料的质量比为10～90：5～50；然后再加入粘接剂悬浮液，超声分散，混合均匀，得到活性物质悬浮液；活性物质、导电材料、粘接剂的质量比为10～90：5～50：0.5～20；

步骤二、将电极基材置于平板上方，平板下方配有加热装置或平板自加热装置；

步骤三、将步骤一所得的活性物质悬浮液逐渐滴加到电极基材上，每次滴加后待溶剂挥发完全后继续滴加，直至滴完；干燥后得到涂覆好的电极片；

所述活性物质为:活性炭、石墨烯、碳纳米管、碳气凝胶、碳复合材料；

所述导电材料为：乙炔黑、导电碳黑、导电高分子材料；

所述基材为：碳纸、碳布以及铝板；

有益效果

1、本发明所述的电极涂覆的方法，采用了边涂覆边蒸发的原理将电极材料涂覆到电极基材上。该方法可有效地提高电极材料与电极基板之间的结合力，很好地解决了电极制备中电极材料与电极极板结合不够好的问题，使电极材料不至于因过度使用而脱落，提高了电极的循环使用寿命。

2、本发明所述的电极涂覆的方法，采用的是逐步滴加的方式，制备所得的电极表面电极材料相对疏松，这有利于电化学过程中电解液的渗入，减少了电极材料因堆叠过于紧密而难与电解液接触的现象，使更多的电极材料在电化学应用中发挥了作用。

3.本方法设备简单，操作简单。由于添加的分散剂较少，所以后期溶剂挥发时间较短。节约了电极制备的时间，提高了制备效率。

附图说明

图1为A电极表面照片；

图2为B电极表面照片；

图3为C电极表面照片；

图4为A电极侧面的扫描电镜照片；

图5为B电极侧面的扫描电镜照片；

图6为C电极侧面的扫描电镜照片；

图7为A电极进行500次循环伏安测试后的表面照片；

图8为B电极进行500次循环伏安测试后的表面照片；

图9为C电极进行500次循环伏安测试后的表面照片；