[发明专利]一种柔性一体化电极片及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种柔性一体化电极片，其特征在于，包括金属集流体基底、导电镀层以及电极活性物质层，其中：

所述金属集流体基底具有多个孔洞组成的三维孔洞结构；

所述导电镀层涂覆在所述金属集流体基底上形成导电集流体；

所述电极活性物质层负载在所述导电集流体上；

所述金属集流体基底的厚度为0～200μm，宽度为0～20cm；

所述导电镀层的厚度为0～100μm；

所述电极活性物质层为0～3mm。

2.如权利要求1所述的一种柔性一体化电极片，其特征在于，所述金属集流体基底采用铝箔、铜箔、镍带、锌带、铁带和不锈钢带中的一种或者多种合金。

3.如权利要求1所述的一种柔性一体化电极片，其特征在于，所述金属集流体基底上的每个孔洞的孔直径为0～3mm，每相邻的两个孔洞之间的孔间距为0～5mm；所述三维孔洞结构的冲孔方式采用平面冲孔或立体穿刺；所述三维孔洞结构的孔隙占所述金属集流体基底表面的0～80％。

4.如权利要求1所述的一种柔性一体化电极片，其特征在于，所述电极活性物质层负载于所述导电集流体的表面和孔洞内。

5.如权利要求1所述的一种柔性一体化电极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，选取以金属箔材为基底的集流体并进行三维化孔洞处理制成金属集流体基底；

S2，将导电材料制备成导电浆料，然后采用双面涂布工艺将导电浆料涂覆于厚度为0～200μm的金属集流体基底上，在80℃～160℃的真空烘箱中干燥后，得到导电集流体，所述金属集流体基底上的导电浆料形成导电镀层，所述导电镀层的涂覆厚度为0～100μm；

S3，采用干法热压复合工艺或者湿法拉浆工艺将电极活性物质层负载在所述导电集流体上制备成柔性一体化电极片。

6.如权利要求5所述的一种柔性一体化电极片的制备方法，其特征在于，所述导电材料由导电剂、粘结剂和溶剂组成，所述导电剂包括人造石墨、天然石墨、活性炭、石墨烯、碳黑、碳纤维和介孔碳中的至少一种；

所述粘结剂包括聚乙烯缩丁醛、聚丙烯酸类、聚氨酯、纤维素类和聚四氟乙烯中的至少一种；

所述溶剂采用有机醇类或者去离子水等其中的一种。

7.如权利要求7所述的一种柔性一体化电极片的制备方法，其特征在于，电极活性材料通过干法或湿法方式复合到导电集流体上，其中：

所述干法方式为采用干式搅拌的形式进行混料，加入粘结剂干粉，混合均匀后进一步采用高速剪切的方式对粉体纤维化造丝，造丝后的粉体进一步的造粒增加粉体流动性，然后造粒后的粉体采用对辊热压压延工艺进行连续成膜，将活性物质材料制备成可卷绕的自支撑体电极膜，然后与所述导电集流体进一步热压复合得到柔性一体化电极片；

所述湿法方式为将电极活性材料采用湿法球磨混合工艺，使用去离子水作为溶剂，加入粘结剂，球磨均匀后，制备成电极浆料后，将绕卷的导电集流体穿过浆料料仓，采用垂直方向上双面拉浆后进入多段温区烘箱干燥，从烘箱出来后，在收料端进一步采用辊轮预压压延平整活性物质表面，得到连续成卷的柔性一体化电极片；

所述导电集流体上的电极活性材料形成电极活性物质层。

8.如权利要求7所述的一种柔性一体化电极片的制备方法，其特征在于，以重量百分比计，所述电极活性材料包括以下组份：正/负极活性材料60～90％、粘结剂0～15％以及无机碳材料0～25％。

9.如权利要求8所述的一种柔性一体化电极片的制备方法，其特征在于，

所述电极活性材料中采用正极活性材料时制成的柔性一体化电极片为正极极片；所述正极活性材料采用锰基氧化物；

所述电极活性材料中采用负极活性材料时制成的柔性一体化电极片为负极极片；所述负极活性材料采用可脱嵌钠/锂离子的钛磷氧化物。

10.如权利要求1所述的一种柔性一体化电极片的应用，其特征在于，所述柔性一体化电极片用于组装水系离子电池，所述水系电池为基于水系无机盐为电解液的水系钠/锂离子电池或水系混合离子电池。