[发明专利]一种无粘结剂无导电剂的锂二氧化碳电池极片及制备方法

说明书

本发明属于新能源技术领域，尤其涉及一种无粘结剂无导电剂的锂二氧化碳电池极片及制备方法。该方法包括如下步骤：S1、将已去掉表面氧化层的泡沫镍置于铜盐溶液中，后清洗并干燥；S2、将干燥后的泡沫镍置于一混合溶液中进行水热反应，后取出清洗、干燥，得到电池极片前驱体；所述混合溶液中含有铜离子、镍离子，并加入了均相沉淀剂；S3、将所述电池极片前驱体置于含S^2‑的溶液中反应，后取出清洗、干燥，得到电池极片。该方法无需使用粘结剂和导电剂，制作工序简单、成本低廉，同时保证二氧化碳气体的有效扩散。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，尤其涉及一种无粘结剂无导电剂的锂二氧化碳电池极片及制备方法。

背景技术

二氧化碳是造成温室效应的主要元凶之一，如何减少二氧化碳排放和利用二氧化碳资源是全世界亟待解决的课题之一，碳捕集与封存技术(CCS)以及由此产生的碳捕集、封存和利用技术(CCUS)成为科研热点。

作为CCUS的应用形式之一，锂二氧化碳电池也在近几年被广泛关注。由于二氧化碳和锂发生氧化还原反应：4Li+3CO₂←→2Li₂CO₃+C，所以这种电池在一定程度上实现了二氧化碳的能量化利用并缓解了二氧化碳带来的环境问题。所以，发展锂二氧化碳电池技术具有重要意义。

在锂二氧化碳电池的研发中，极片的制作普遍采用浆料涂覆的方式，会用到粘结剂、导电剂等附加材料，既增加工序复杂程度又增加生产成本。同事，这种方式制作的极片因为无法保证二氧化碳的快速扩散，在锂二氧化碳电池中的应用也受到一定限制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种锂二氧化碳电池极片及制备方法，该方法无需使用粘结剂和导电剂，制作工序简单、成本低廉，同时保证二氧化碳气体的有效扩散。

(二)技术方案

本发明提供了一种无粘结剂无导电剂的锂二氧化碳电池极片的制备方法，包括如下步骤：

S1、将已去掉表面氧化层的泡沫镍置于铜盐溶液中，后清洗并干燥；

S2、将干燥后的泡沫镍置于一混合溶液中进行水热反应，后取出清洗、干燥，得到电池极片前驱体；

所述混合溶液中含有铜离子、镍离子，并加入了均相沉淀剂；

S3、将所述电池极片前驱体置于含S^2-的溶液中反应，后取出清洗、干燥，得到电池极片。

进一步地，所述铜盐溶液和混合溶液中的铜离子浓度相同，为0.002mol/L～0.2mol/L。

进一步地，在所述步骤S2中，混合溶液中铜离子、镍离子和均相沉淀剂的摩尔浓度比为1.5：1：3～3：1：5。

进一步地，在所述步骤S3中，含S^2-溶液的浓度为0.05mol/L～0.4mol/L。

进一步地，在所述步骤S2中，将泡沫镍置于混合溶液中，后一同转移至不锈钢反应釜中，在保温环境下反应。

进一步地，在所述步骤S2中，保温温度为100℃～160℃，保温时间为6h～12h。

进一步地，在所述步骤S3中，将电池极片前驱体置于含S^2-溶液中，后一同转移至不锈钢反应釜中中，在保温环境下反应。

进一步地，在所述步骤S3中，保温温度为140℃～200℃，保温时间为6h～12h。

进一步地，所述均相沉淀剂包括尿素、硫脲、水合肼、氨水、碳酰肼、三聚氰胺和碳酸氢铵中的一种。