[发明专利]一种具有涂覆层的锂离子电池柔性电极片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有涂覆层的锂离子电池柔性电极片及其制备方法。该锂离子电池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，该涂覆层包括以下原料：聚偏氟乙烯、古马隆树脂、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羟基纤维素、丙烯腈、氟代烷基甲氧基醚醇、醋酸丁酯纤维素、碳纳米管、氧化石墨烯、聚苯胺、炭黑、多聚磷酸铝、纳米石墨、增韧补强助剂、增韧改性填料、表面处理剂；该电极片是经过制备基料，一次改性基料，涂覆层浆料，然后将涂覆层浆料涂布在极片基体的至少一侧，干燥后得到。本发明锂离子电池柔性电极片具有优异的韧性。

技术领域

本发明属于电化学材料制备技术领域，具体涉及一种具有涂覆层的锂离子电池柔性电极片及其制备方法。

背景技术

随着人们对于各种轻薄，柔性/可折叠电子器件的需求，对于发展小型、轻便并具有高能量密度、功率密度及具有弯折稳定性的柔性二次锂电池提出了更高的要求。柔性电极是高性能柔性二次电池发展的关键因素之一。当前商品化二次锂电池的正极材料储锂机理均为嵌入反应机理，电化学过程中转移电子数均小于一个电子，因此使用这些电极材料组装成二次锂电池的质量比能量密度一般低于 200Wh/kg，其性能已经达到或接近材料理论容量的极限，因此正极材料已成为二次锂电池性能进一步提高的瓶颈。二次锂电池组装工艺是将电极材料、导电剂及粘结剂混合后涂覆在金属集流体上，因金属集流体密度大，且对于容量没有贡献，因而极大降低了锂电池的能量密度。同时由于金属表面比较光滑，使金属集流体与活性材料的粘结强度不足，导致活性材料与集流体界面结合强度较低，在充放电过程中会发生脱离，使电池内阻不断增加，降低循环寿命。对于柔性电子电池通常要在弯折条件下使用，活性材料更容易出现与金属集流体的脱离现象。因此开发和研究高容量、长循环寿命、高活性物质含量的无金属集流体的正极材料，是该领域重要的研究方向。

中国专利申请文献“一种具有涂覆层的柔性电极片及其制备方法（申请公布号：CN107611341A）”公开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片一侧的涂覆层，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，分散开的氮掺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。

中国专利申请文献“一种柔性电极的制备方法和柔性电极（申请公布号：CN104078248A）”公开了一种柔性电极的制备方法及其制备的柔性电极，本申请的制备方法包括：a、将碳纳米管和氧化石墨烯制成均匀分散的混合分散液；b、去除混合分散液中的溶剂，制成具有三维导电网络的薄膜；c、在三维导电网络薄膜中原位聚合有机高分子导电材料，得到三元柔性复合膜；d、将三元柔性复合膜中的氧化石墨烯还原，即获得柔性电极。该申请的制备方法，首先使碳纳米管和氧化石墨烯形成三维导电网络的薄膜，然后于三维网络中原位聚合有机高分子导电材料；三维导电网络中，碳纳米管插入石墨烯片层之间，不仅增加了石墨烯片之间的间距和比表面积，而且碳纳米管还可弥补石墨烯在氧化过程中产生的缺陷，利于电子传输，提高了柔性电极的单位电容。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有涂覆层的锂离子电池柔性电极片及其制备方法，以解决在中国专利申请文献“一种具有涂覆层的柔性电极片及其制备方法（申请公布号：CN107611341A）”和专利申请文献“一种柔性电极的制备方法和柔性电极（申请公布号：CN104078248A）”公开的柔性电极片的基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高该柔性电极片韧性的问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：