[发明专利]一种基于浆料涂覆法制备薄型热电池正极‑电解质‑负极‑加热粉组合极片的方法

摘要

本发明属于电池制造领域，具体涉及一种基于浆料涂覆法制备薄型热电池正极‑电解质‑负极‑加热粉组合极片的方法。该方法分别制备热电池正极均一浆料、电解质均一浆料、负极均一浆料和加热粉均一浆料；再将热电池正极均一浆料和负极均一浆料制备成热电池正极极片和热电池负极极片，再由热电池正极极片和电解质浆料制得热电池正极‑电解质组合极片；由加热粉均一浆料和热电池负极极片制得热电池负极‑加热粉组合极片；将热电池正极‑电解质组合极片和热电池负极‑加热粉组合极片压合在一起，形成四合一薄型组合极片；该组合极片不受粉末支撑强度的限制，可制得大直径薄型组合极片；并且活性物质利用率高，内阻小，有利于制备更大功率的热电池。

主权项

一种基于浆料涂覆法制备薄型热电池正极‑电解质‑负极‑加热粉组合极片的方法，其特征是，包括：（1）制备热电池正极均一浆料，然后将所述热电池正极均一浆料涂覆于导电衬底上，在25‑100℃下，干燥30min‑24h固化，再在2‑15Mpa下压制30s‑5min，得薄型热电池正极极片；所述热电池正极均一浆料的制备方法为：将热电池正极粉体材料、第一粘结剂和第一分散剂混合，以200‑1500r/min的转速，搅拌30min‑24h，得热电池正极均一浆料；其中，各组分的质量百分含量为：热电池正极粉体材料15‑80%、第一粘结剂0.2‑10%和第一分散剂15‑80%;所述热电池正极粉体材料为FeS2或CoS2;所述第一粘结剂为环氧树脂、聚四氟乙烯乳液、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇和硅酸钠中的至少一种;所述第一分散剂为去离子水;（2）制备热电池熔盐电解质均一浆料，然后将所述热电池熔盐电解质均一浆料叠层涂覆于所述薄型热电池正极极片上，在25‑100℃下，干燥30min‑24h固化，再在2‑15Mpa下压制30s‑5min，得薄型热电池正极‑电解质组合极片；所述热电池熔盐电解质均一浆料的制备方法为：将熔盐电解质、第二粘结剂和第二分散剂混合，以200‑1500r/min的转速，搅拌30min‑24h，得热电池熔盐电解质均一浆料；其中，各组分的质量百分含量为：熔盐电解质15‑80%、第二粘结剂0.2‑10%和第二分散剂15‑80%；所述熔盐电解质为KCl和LiCl的混合物或LiCl、LiBr和KBr的混合物；其中，在KCl和LiCl的混合物中，KCl的质量百分比为30‑60%，LiCl的质量百分比为40‑70%；在LiCl、LiBr和KBr的混合物中，LiCl的质量百分比为5‑15%，LiBr的质量百分比为30‑45%，KBr的质量百分比为40‑60%；（3）制备热电池负极均一浆料，然后将所述热电池负极均一浆料涂覆于导电衬底上，在25‑100℃下，干燥30min‑24h固化，再在2‑15Mpa下压制30s‑5min，得薄型热电池负极极片；所述热电池负极均一浆料的制备方法为：将热电池负极粉体材料、第二粘结剂和第二分散剂混合，以200‑1500r/min的转速，搅拌30min‑24h，得热电池负极均一浆料；其中，各组分的质量百分含量为：热电池负极粉体材料15‑80%、第二粘结剂0.2‑10%和第二分散剂15‑80%；所述热电池负极粉体材料为锂硅合金或锂铝合金；（4）制备热电池加热粉均一浆料，然后将所述热电池加热粉均一浆料叠层涂覆于所述薄型热电池负极极片上，在25‑100℃下，干燥30min‑24h固化，再在2‑15Mpa下压制30s‑5min，得薄型热电池负极‑加热粉组合极片；所述热电池加热粉均一浆料的制备方法为：将热电池加热粉材料、第二粘结剂和第二分散剂混合，以200‑1500r/min的转速，搅拌30min‑24h，得热电池加热粉均一浆料；其中，各组分的质量百分含量为：热电池加热粉材料15‑80%、第二粘结剂0.2‑10%和第二分散剂15‑80%；所述热电池加热粉材料为Fe粉与KClO4的混合物；其中，Fe粉的质量百分比为5‑20%，KClO4的质量百分比为80‑95%；（5）将所述薄型热电池正极‑电解质组合极片和薄型热电池负极‑加热粉组合极片，由上到下按照正极‑电解质‑负极‑加热粉的顺序进行叠放，再在2‑15Mpa下压制30s‑5min，得薄型热电池正极‑电解质‑负极‑加热粉组合极片；所述第二粘结剂为环氧树脂、聚四氟乙烯乳液、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇和硅氧烷中的至少一种；所述第二分散剂为烷酮类、烷烃类和烷醇类有机溶剂中的至少一种；所述烷酮类有机溶剂的通式为，CmHnNtOs，其中，m=4‑10，n=7‑12，t=1‑3，s=1‑5；所述烷烃类有机溶剂的通式为，CxHy，其中，x=5‑12，y=7‑20；所述烷醇类有机溶剂的通式为，CaHbOc，其中，a=2‑5，b=4‑8，c=1‑3。