[发明专利]一种氟化碳基极片及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种氟化碳基极片及其制备方法和用途。所述氟化碳基极片的制备方法包括以下步骤：(1)将氟化碳基活性材料和助分散剂进行混合，得到氟化碳基混合料；(2)将步骤(1)所述的氟化碳基混合料和导电胶液进行混合，得到浆料；(3)将步骤(2)所述浆料涂覆于集流体上，烘干后得到所述氟化碳基极片。本发明能有效地解决因氟化碳材料表面能低和亲水性差，导致氟化碳基材料在水性体系中难以混浆均匀的问题。其制备方法清洁环保，成本低、工艺简单并且可大规模生产，并显著地改善了锂/氟化碳基电池的电化学性能，实现了电池在中高倍率下正常工作的目的。

技术领域

本发明属于锂/氟化碳电池技术领域，涉及一种氟化碳基极片及其制备方法和用途。

背景技术

锂/氟化碳电池是固体正极体系中比能量最高的锂一次电池，其理论质量比能量高达2180Wh/kg。锂/氟化碳电池因具有比能量高、工作温度范围宽、安全性能高、工作平台高且平稳和自放电率低等优势，受到广大研究者的广泛关注。

CN111769253A公开了一种电池正极片及其制备方法，包括正极集流体，所述正极集流体的外表面涂覆有正极活性物质涂层；正极活性物质涂层包括正极活性物质、导电剂和粘结剂；正极活性物质采用氟化碳或者采用以氟化碳为主要活性物质的混合物；溶剂为NMP。该文献中采用有机溶剂作为溶剂，不仅不环保且成本高，且对极片的制造环境要求苛刻。

水作为溶剂的水性体系制造方法因环境友好、制造条件便利和成本低等优势，逐渐走向市场化，另外，水系配方可以减少粘结剂的使用比例，提高极片电导率，从而改善电池电性能差的问题。但由于氟化碳材料密度低、疏水性强等特性，导致氟化碳在水中难以分散，阻碍了水性体系制造方法在氟化碳基电池体系中的推广应用。

CN103594687A公开了一种锂氟化碳电池正极的制备方法，工艺材料包括基底材料、导电剂、分散剂和粘结剂，制备方法包括以下步骤：在纯水和粘结剂的混合液中加入分散剂并搅拌；在混合液中加入经研磨并过200目分子筛的导电剂搅拌；在混合液中加基底材料并搅拌；将浆料在恒定温度烘一定时间后加入酒精进行破乳；采用热辊压的方式将浆料辊压出厚度为0.2～1.0mm的膜层；将膜层压制在镍网集流体上即可。该专利虽采用水作为溶剂，但在制造过程中难以实现连续制膜和膜片辊压，且所制备的厚电极对应的电池只能应用于放电倍率低于0.1C(10小时率放电)的用电设备中，应用局限性大。

由于氟化碳材料表面能低和亲水性差，导致氟化碳基材料在水性体系中难以混浆均匀，很难提供一种清洁环保，低成本、工艺简单和可大规模生产电极的极片制造技术，并显著地改善锂/氟化碳基电池的电化学性能，实现电池在中高倍率下正常工作。

如何解决上述问题，是氟化碳材料目前值得探究的工艺难点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种氟化碳基极片及其制备方法和用途。本发明能有效地解决因氟化碳材料表面能低和亲水性差，导致氟化碳基材料在水性体系中难以混浆均匀的问题。其制备方法清洁环保，成本低、工艺简单并且可大规模生产，并显著地改善了锂/氟化碳基电池的电化学性能，实现了电池在中高倍率下正常工作的目的。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种氟化碳基极片的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氟化碳基活性材料和助分散剂进行混合，得到氟化碳基混合料；

(2)将步骤(1)所述的氟化碳基混合料和导电胶液进行混合，得到浆料；

(3)将步骤(2)所述浆料涂覆于集流体上，烘干后得到所述氟化碳基极片。

本发明先将活性材料和助分散剂混合，将氟化碳基材料均匀地分散在助分散剂中，减少了氟化碳基材料在导电胶液中的团聚，解决了氟化碳材料表面能低和亲水性差，导致氟化碳材料在水性体系中无法混浆的问题。由此得到了表面平整光滑、性能良好的氟化碳基极片。