[发明专利]一种含多孔聚合物弹性体的锂离子电池薄膜负极制备方法

摘要

一种含多孔聚合物弹性体的锂离子电池薄膜负极制备方法，是将表面接枝处理后高容量纳米粒子采用抽滤、滚压、电泳的方式装载到具有定向纳米通道高导电率聚合物中并涂覆在集流体铜箔上；本发明方法所制备的锂离子电池薄膜负极，由于高容量纳米粒子装载在高弹性聚合物的纳米通道中，这样可大大抑制由于高容量纳米粒子在充放电过程中体积膨胀、粉化、二次团聚所导致的容量衰减，所制备薄膜负极不仅保持了纳米粒子高容量的优点，还具有优异的循环性能；另外，聚合物弹性体中的多纳米通道，还能保证离子传输的快速并缩短传输途径，从而可使得该负极的倍率性能优良。聚合物弹性体的弹性特征，使活性物质嵌脱锂过程中的体积变化不会影响涂覆层与流体之间的电接触性能。适于工业化生产。

主权项

一种含多孔聚合物弹性体的锂离子电池薄膜负极制备方法，包括下述步骤：第一步：配制包含有表面改性处理过高容量纳米粒子的悬浮液1.1对高容量纳米粒子进行表面改性取粒度在1‑100nm、首次嵌锂容量在500mAh/g以上的纳米Al、Sn、Ge金属及其合金或纳米Si及其合金中的一种高容量纳米粒子置于搅拌器中搅拌，同时，滴加表面改性剂，得到表面改性后的高容量纳米粒子；1.2制备包含有表面改性高容量纳米粒子的悬浮液将表面改性处理过的高容量纳米粒子，通过超声分散到可挥发有机溶剂中，形成高容量纳米粒子悬浮液，混合液中固含量为1‑20％；第二步：表面涂层的制备从多孔聚噻吩、多孔聚吡咯或多孔聚苯胺的定向多孔导电聚合物弹性体中选取一种，并将其置于设有砂芯的漏斗中，然后将第一步所得的高容量纳米粒子悬浮液添加到漏斗中，同时进行抽滤；实现高容量纳米粒子装载在定向多孔聚合物弹性体的孔中；或将第一步所得的高容量纳米粒子悬浮液滴加到定向多孔聚合物弹性体表面，然后用对辊滚压；实现高容量纳米粒子装载在定向多孔聚合物弹性体的孔中；得到高容量纳米粒子复合在定向多孔聚合物弹性体中的表面涂层；第三步，将第二步所得的表面涂层通过机械涂覆方式涂覆在铜箔上，所述表面涂层的厚度为10‑150um，于30‑80℃烘干，即得一种含多孔聚合物弹性体的锂离子电池薄膜负极。