[发明专利]一种超薄有机复合电源及其制备方法在审

专利信息
申请号: 202111241643.1 申请日: 2021-10-25
公开(公告)号: CN114122313A 公开(公告)日: 2022-03-01
发明(设计)人: 卢丞一;李梦杰;潘光;曹永辉;黄桥高 申请(专利权)人: 西北工业大学
主分类号: H01M4/13 分类号: H01M4/13;H01M4/139;H01M10/052;H01M10/058
代理公司: 西北工业大学专利中心 61204 代理人: 云燕春
地址: 710072 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 超薄 有机 复合 电源 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种超薄有机复合电源,其特征在于:包括有机复合正极、负极、极耳、隔膜、电解液、铝塑膜;所述负极装入口袋结构的隔膜中;所述有机复合正极为V型折叠结构;所述极耳分别采用导电胶粘接在有机复合正极与负极上;将装入隔膜的负极装夹于机复合正极的V型内形成电芯;所述铝塑膜包覆于电芯外,其内注有电解液。

2.根据权利要求1所述超薄有机复合电源,其特征在于:所述有机复合正极是将有机复合材料涂敷于正极基材上得到的。

3.根据权利要求2所述超薄有机复合电源,其特征在于:所述有机复合材料的制备方法具体步骤为:

步骤1:将有机化合物与碳酸锂在研钵中均匀混合,所述有机化合物为含有共轭羰基的有机物;

步骤2:将去离子水中加入至步骤1的混合物,超声≥2h,再用磁力搅拌器搅拌24h;搅拌后离心≥10min,转速≥10000rpm;

步骤3:将步骤2得到的产物用无水乙醇清洗3~6次,然后真空烘箱烘干,温度50~70℃;

步骤4:将步骤3制备的粉末在惰性气体下高温煅烧≥24h,研磨后得到有机材料;

步骤5:将步骤4的有机材料按照正极物料配比,制成混合浆料,利用浆料制备得到所述有机复合材料;

所述正极物料配比为,有机材料:二氧化锰:导电碳黑:聚偏氟乙烯=25%-45%:25%-45%:5%-30%:5%-10%,余量为溶剂;所述二氧化锰为电解二氧化锰高温350~420℃,煅烧15~18h;所述溶剂为NMP,即N-甲基吡咯烷酮。

4.根据权利要求2所述超薄有机复合电源,其特征在于:所述正极基材为8~15um的镍箔或不锈钢箔材。

5.根据权利要求1所述超薄有机复合电源,其特征在于:所述负极是厚度为0.045mm的锂金属或锂铝合金。

6.根据权利要求1所述超薄有机复合电源,其特征在于:所述隔膜是由25um的PP聚丙烯+PE聚乙烯构成的两层复合材料。

7.根据权利要求1所述超薄有机复合电源,其特征在于:所述电解液的溶质为LiTFSI双三氟甲烷磺酰亚胺锂或LiFSI双氟磺酰亚胺锂,溶剂为PC碳酸丙烯酯、DME1,2-二甲氧基乙烷。

8.根据权利要求1所述超薄有机复合电源,其特征在于:所述铝塑膜是由88um的PA尼龙+Al铝+PP聚丙烯构成的三层复合材料。

9.一种权利要求1-8任一项所述超薄有机复合电源的制备方法,其特征在于具体步骤如下:

步骤一:涂布:将所述有机复合材料以单面涂布方式涂敷于所述正极基材上,涂敷厚度100~110um;

步骤二:制片:将步骤一制备的有机复合正极片进行辊压,辊压气压0.4~0.6MPa,辊压两次;

步骤三:裁切:将步骤二制备的有机复合正极片放置于刀模裁切,取所述有机复合正极片任一边角清粉,尺寸为3×3mm;

将所述负极放置于刀模裁切;

将所述隔膜裁切后使用140~180℃的电烙铁制作成口袋结构,即隔膜袋,尺寸为:宽度=负极宽度+0.5mm,高度=负极高度+0.5mm;

将所述铝塑膜裁切,尺寸为:宽度100mm,高度=有机复合正极片高度+6mm。

步骤四:将所述极耳使用导电胶粘接于步骤三的有机复合正极清粉处和负极上。

步骤五:电芯制备:将所述隔膜袋、铝塑膜、粘接有极耳的负极和有机复合正极进行组装,组装方式:首先,将负极置于隔膜袋中,隔膜袋装夹于所述有机复合正极的V型折叠面内,形成三明治结构;然后,采用140~150℃的温度进行热压封装形成电芯;再采用所述铝塑膜将电芯包裹,同时注入电解液;最后,进行抽真空、封装、裁切,完成制备。

10.根据权利要求9所述超薄有机复合电源的制备方法,其特征在于:所述有机复合正极的V型底部折叠处所在直线垂直于极耳所在平面。

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