[发明专利]一种基于碳气凝胶的微型柔性锂离子电池的制备方法

说明书

本发明提供了一种基于碳气凝胶的微型柔性锂离子电池的制备方法，属于锂离子电池的技术领域，解决了现有技术中存在的对柔性电池微型化需求的技术问题。本方法包括：将锰酸锂，乙炔黑和聚偏二氟乙烯研磨均匀，并溶解于1‑甲基‑2‑吡咯烷酮溶液中制备正极浆料，均匀涂抹在铝箔上，干燥后即得到正极电极片；将碳气凝胶和聚偏二氟乙烯研磨均匀，并溶解于1‑甲基‑2‑吡咯烷酮溶液中制备负极浆料，均匀涂抹在铜箔上，干燥后即得到负极电极片；正极电极片、隔膜、负极电极片依次叠放制得电池主体；电池主体置于柔性电池外壳内，并向其中加入电解液，完成柔性锂离子电池的封装。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种基于碳气凝胶的微型柔性锂离子电池的制备方法。

背景技术

随着各种可变形移动电子设备的出现，为其供电的可变形柔性储能器件受到了广泛的关注。目前研究较多的柔性储能器件为柔性超级电容器，但是低能量密度严重限制了其实际应用场景。柔性锂离子电池不仅具有高能量密度的优势，而且拥有工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等优势，是21世纪发展的理想储能器件。然而，传统圆柱或方形全电池以不锈钢材料为电池外壳，明显无法满足当下柔性形变的要求，因此制备软包电池成为制备柔性锂离子电池的必然要求。

此外，随着可穿戴电子产品的日益盛行，对柔性储能器件又提出了轻质化，微型化等要求。电极材料是柔性储能器件的重要组成部分，针对目前轻质化的需求，世界上密度最小的固体—气凝胶吸引了广泛的关注。其中碳气凝胶是由有机气凝胶经固相碳化反应而生成的一种具有交联状结构的新型纳米多孔碳素材料，是唯一具有导电性和化学稳定性的气凝胶。其密度变化范围广，结构可调，孔隙率达80％～99.8％，孔径一般＜50nm，比表面积高达400～3000m2/g，综合性能优于传统石墨等碳材料。这种特殊结构的材料具有广泛的应用前景，尤其是在电化学上作为电极材料具有优异的性能。

综上所述，制备以碳气凝胶为负极材料的微型软包柔性锂离子电池，很好地满足了当下电子产品对微型化的柔性电池储能器件的需求，具有深远的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于碳气凝胶的微型柔性锂离子电池的制备方法，解决了现有技术中存在的对柔性电池微型化需求的技术问题。

本发明提供的一种基于碳气凝胶的微型柔性锂离子电池的制备方法，包括：将锰酸锂，乙炔黑和聚偏二氟乙烯研磨均匀，并溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中制备正极浆料，均匀涂抹在铝箔上，干燥后即得到正极电极片；

将碳气凝胶和聚偏二氟乙烯研磨均匀，并溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中制备负极浆料，均匀涂抹在铜箔上，干燥后即得到负极电极片；

正极电极片、隔膜、负极电极片依次叠放制得电池主体；

电池主体置于柔性电池外壳内，并向其中加入电解液，完成柔性锂离子电池的封装。

进一步的，所述将锰酸锂，乙炔黑和聚偏二氟乙烯研磨均匀，并溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中制备正极浆料，均匀涂抹在铝箔上，干燥后即得到正极电极片的步骤中，锰酸锂，乙炔黑和聚偏二氟乙烯的质量比为8：1：1。

进一步的，所述将碳气凝胶和聚偏二氟乙烯研磨均匀，并溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中制备负极浆料，均匀涂抹在铜箔上，干燥后即得到负极电极片的步骤中，碳气凝胶和聚偏二氟乙烯的质量比为9：1。

进一步的，所述正极电极片、隔膜、负极电极片依次叠放制得电池主体步骤中，所述隔膜为微孔隔膜。

进一步的，所述电池主体置于柔性电池外壳内，并向其中加入电解液，完成柔性锂离子电池的封装的步骤中，

所述电池外壳为铝塑膜；

所述电解液为六氟磷酸锂电解质溶于乙基纤维素和氯化乙基汞混合有机溶剂中，其中乙基纤维素与氯化乙基汞的体积比为1：1。