[发明专利]柔性电极及其制备方法和电化学储能器件

说明书

本申请公开了一种柔性电极及其制备方法和电化学储能器件。本申请柔性电极包括柔性集流体，柔性集流体至少具有一表面，且至少在表面上结合有电极材料层，且电极材料层的材料含电极活性材料但不含粘结剂。本申请柔性电极具有良好的形变能力，能量密度高，循环性能好。本申请柔性电极制备方法能够保证制备的柔性电极结构和电化学性能稳定。本申请电化学储能器件由于含有本申请柔性电极。

技术领域

本申请属于电化学储能器件技术领域，具体涉及一种柔性电极及其制备方法和电化学储能器件。

背景技术

在目前电化学储能器件产品中，锂离子电池因其具备较高的工作电压与能量密度、相对较小的自放电水平、无记忆效应、无铅镉等重金属元素污染、超长的循环寿命等优点，被认为是最具应用前景的能源之一。而且随着电动汽车的快速发展，锂离子电池需求急剧增加，相应的对锂离子电池的性能要求也越来越高。

以锂离子电池为代表的电化学储能器件包括负电极和正电极以及设置在正电极与负电极之间的隔膜。其中，负电极和正电极是影响到锂离子电池电化学性能和经济成本的重要部件之一。以正电极为例，目前的正电极包括集流体和活性层，在活性层中，一般含有正极活性材料和导电剂以及粘结剂。随着动力电池的快速发展，电池的能量密度和循环性能等电化学性能要求越来越高，但是由于导电剂和粘结剂的存在，降低了正极活性材料的含量，从而降低了电池的能量密度。

另外，随着科技发展、消费升级的不断推进，各种可弯曲、可折叠、可伸缩的电子设备，逐渐进入人们的视野。与之对应的，人们需要不断开发具有相应形变能力的储能系统。这种储能系统需要在能够适应形变的同时，保持良好的电化学性能。而在具有形变能力的电化学储能器件中，电极的柔性和稳定性以及能量密度是决定电化学储能器件的形变能力和电化学性能的关键因素之一，但是当前柔性电极的稳定性和能量密度等性能并不理想。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种柔性电极及其制备方法和电化学储能器件，以解决现有柔性电极存在的稳定性和能量密度等性能不理想的技术问题。

为了实现上述申请目的，本申请的第一方面，提供了一种柔性电极。本申请柔性电极包括柔性集流体，柔性集流体至少具有一表面，且至少在表面上结合有电极材料层，电极材料层的材料含电极活性材料但不含粘结剂。

本申请的第二方面，提供了本申请柔性电极的制备方法。本申请柔性电极的制备方法包括如下步骤：

按照电极活性材料所含元素计量比，将元素的可溶性源化合物配制成前驱体混合溶液；

将柔性集流体没入至前驱体混合溶液中，并进行水热反应处理生成电极活性材料，并至少在柔性集流体表面沉积形成电极材料层。

本申请的第三方面，提供了一种电化学储能器件。本申请电化学储能器件包括本申请柔性电极或由本申请柔性电极制备方法制备的柔性电极。

与现有技术相比，本申请具有以下的技术效果：

本申请柔性电极以柔性集流体作为集流体，赋予本申请柔性电极良好的形变能力。而且直接以电极活性材料构成电极材料层并结合在柔性集流体的表面上，一方面有效避免了采用传统的导电剂和粘结剂，赋予电极材料层所含电极活性材料质量含量可达100％，显著提高了柔性电极的能量密度；另一方面电极材料层与柔性集流体结合稳定性好，循环性能好。

本申请柔性电极制备方法直接在柔性集流体表面原位沉积生长电极活性材料并形成电极材料层，有效增强了电极材料层与柔性集流体结合强度，提高了柔性电极的结构稳定性；同时避免了导电剂和粘结剂的使用，有效提高了沉积形成电极材料层的能量密度。另外，本申请柔性电极制备方法能够保证制备的柔性电极结构和电化学性能稳定，而且效率高，节约生产成本。

本申请电化学储能器件由于含有本申请柔性电极，因此，本申请电化学储能器件具有高的能量密度和循环性能。

附图说明