[发明专利]一种电极材料、电池及电极材料的制备方法

权利要求书

1.一种电极材料，其特征在于，其为复合电极材料，该复合电极材料密度低于水性电解液密度，

其包括电极活性材料、导电材料、粘结剂和塑料泡沫，电极活性材料具有氧化-还原反应活性，能够贡献电池容量，

导电材料具有电子电导率，用于改善复合电极材料的电子导电性，

粘结剂为高分子材料，具有亲水性，用于将不同的材料粘接为整体，并且不能阻断水性电解液与电极活性材料的接触；

塑料泡沫为闭孔结构，不透水，用于降低复合电极材料的整体密度。

2.如权利要求1所述的一种电极材料，其特征在于，所述电极活性材料为正极活性材料，该正极活性材料包括普鲁士蓝、Na₃MnTi(PO₄)₃、Zn₃[Fe(CN)₆]₂和LiMn₂O₄，其中，普鲁士蓝的分子式为Na_xFe[Fe(CN)₆]，0x2。

3.如权利要求1所述的一种电极材料，其特征在于，所述电极活性材料为负极活性材料，该负极活性材料包括NaTi₂(PO₄)₃、Na₃MnTi(PO₄)₃以及醌类化合物。

4.如权利要求1-3之一所述的一种电极材料，其特征在于，所述导电材料包括导电炭黑和金属网络，所述粘结剂包括聚丙烯酰胺为骨架的交联高分子。

5.如权利要求1-3之一所述的一种电极材料，其特征在于，其为颗粒状。

6.一种电池，其特征在于，其包括电极材料和水性电解液，所述电极材料如权利要求1-5之一所述，

其中，电极材料中电极活性材料为正极活性材料时，电极材料为正极材料，电极材料中电极活性材料为负极活性材料时，电极材料为负极材料，

所述正极材料和负极材料其中之一的密度低于水性电解液的密度，另一电极材料的密度高于电解液密度，

所述正极材料、负极材料和水性电解液共存于一个容器中，在重力的作用下，自上至下自动分为正极材料-电解液-负极材料三层或者负极材料-电解液-正极材料三层。

7.如权利要求6所述的一种电池，其特征在于，该电池内部具有搅拌装置，用于促进电解液的流动，改善离子传导。

8.一种制备如权利1-5之一所述电极材料的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1：将粘结剂的前驱体的单体混合，制成水溶液；

S2：在S1所得的水溶液中加入电极活性材料、导电材料、可发泡塑料微粒，再加入聚合引发剂，在室温下搅拌均匀，制成浆料；

S3：将S2所得的浆料置于30℃～40℃的环境中继续搅拌，引发聚合反应，在聚合反应放热作用下，体系温度升高至55℃～65℃，体系中的单体聚合为共聚物，该共聚物高分子用作粘结剂，以使浆料变为固体，该固体同时具有电子导电性和离子导电性，

S4：将S3中得到的固体进行微波加热，使其内部的可发泡塑料颗粒发泡而转变为塑料泡沫，

S5：将S4中得到的膨胀后的固体切碎为颗粒状，获得复合电极材料。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述粘结剂的前驱体单体包括丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺，

步骤S2中，所述聚合引发剂包括亚硫酸氢钠和过硫酸钠。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S3中，将S2所得的浆料置于35℃的环境中继续搅拌，引发聚合反应，在聚合反应放热作用下，体系温度升高至60℃，得到的聚合物为丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠共聚物。