[发明专利]一种石墨烯柔性电极片及其制备方法与应用在审
| 申请号： | 201910348693.6 | 申请日： | 2019-04-26 |
| 公开（公告）号： | CN110120498A | 公开（公告）日： | 2019-08-13 |
| 发明（设计）人： | 王晨;彭思侃;燕绍九;南文争;王楠 | 申请（专利权）人： | 中国航发北京航空材料研究院 |
| 主分类号： | H01M4/13 | 分类号： | H01M4/13;H01M4/139;H01M4/04;H01M4/36;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 中国航空专利中心 11008 | 代理人： | 陈宏林 |
| 地址： | 100095 北京市*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 石墨烯 复合活性材料 柔性电极片 制备 导电剂 粘结剂 活性物质 预分散液 分散液 质量比 电极活性物质 容量利用率 电极电阻 混合造粒 均质处理 膨胀石墨 溶剂混合 分散剂 负载量 热辊压 预分散 过筛 砂磨 应用 | ||
1.石墨烯柔性电极片，其特征在于：所述电极片包括石墨烯复合活性材料、辅助导电剂和粘结剂，所述石墨烯复合活性材料、辅助导电剂和粘结剂的质量比为(80-97)∶(1.5-10)∶(1.5-10)。
所述石墨烯复合活性材料中的石墨烯和活性物质的质量比为0.02-0.1:1。
2.根据权利1所述的石墨烯柔性电极片，其特征在于：所述活性物质选自氟化碳、硫、二氧化锰、磷酸铁锂、铁钴锰酸锂、镍钴锰酸锂、石墨、硅碳和钛酸锂中的一种或几种的混合物；
所述辅助导电剂选自石墨、超级导电炭黑和碳纳米管中的一种或几种的混合物；
所述粘结剂选自聚四氟乙烯或含有聚四氟乙烯的混合粘结剂。
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯柔性电极片，其特征在于：所述电极片的厚度为20-200μm。
4.制备权利要求1所述的石墨烯柔性电极片的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)将膨胀石墨、分散剂和溶剂混合进行预分散，得到预分散液；
(2)上述预分散液与活性物质混合进行均质处理、砂磨、过筛，得到石墨烯复合活性材料分散液；
(3)上述石墨烯复合活性材料分散液与辅助导电剂、粘结剂混合造粒，经反复热辊压，得到所述石墨烯柔性电极片。
5.根据权利要求4所述的制备石墨烯柔性电极片的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述膨胀石墨、分散剂和溶剂的质量比为(1-10):(0.1-2.5):(87.5-98.9)；
所述膨胀石墨的膨胀倍率≥300；
所述分散剂为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚乙烯比咯烷酮、吐温80、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚苯乙烯丁二烯和羧甲基纤维素中的一种或几种的混合物；
所述溶剂为水、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮、乙醇和二甲基甲酰胺中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求4所述的制备石墨烯柔性电极片的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述预分散包括机械搅拌、砂磨、超声振动和均质中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的制备石墨烯柔性电极片的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述预分散液中膨胀石墨的初始质量与活性物质的质量比为(0.02-0.1)∶1；
所述均质处理的压力为10-50MPa；
所述均质处理的循环次数为3-10次；
所述砂磨的次数≤5次，所述砂磨的转速为0-2600rpm；
所述过筛为过100-500目筛。
8.根据权利要求4所述的制备石墨烯柔性电极片的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述热辊压的温度为60-160℃，所述热辊压的次数为3-5次。
9.权利要求1所述石墨烯柔性电极片的应用，其特征在于：所述石墨烯柔性电极片作为电池正极片或负极片，或用于储能器件。
10.根据权利要求9所述所述石墨烯柔性电极片的应用，其特征在于：所述储能器件为电池或电容器。
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