[发明专利]一种电池及其极片的制备方法

摘要

本发明公开了一种电池及其极片的制备方法，该电池包括：负极(1)和正极(3)，以及设置在所述负极(1)和所述正极(3)之间的隔膜(2)；其中，所述负极(1)，包括：以带孔铜箔作为负极集流体的负极片，或负极碳膜；和/或，所述正极(3)，包括：包裹有正极活性物质的正极碳膜，或含硫碳膜。本发明的方案，可以克服现有技术中活性物质易脱落、电池的能量密度低和使用不方便等缺陷，实现活性物质不易脱落、电池的能量密度高和使用方便的有益效果。 1

主权项

1.一种电池，包括：负极(1)和正极(3)，以及设置在所述负极(1)和所述正极(3)之间的隔膜(2)；其特征在于，其中，

所述负极(1)，包括：以带孔铜箔作为负极集流体的负极片，或负极碳膜；

和/或，

所述正极(3)，包括：包裹有正极活性物质(4)的正极碳膜，或含硫碳膜。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，其中，

所述带孔铜箔，包括：铜箔本体，以及开设在所述铜箔本体上的一个以上的通孔；

和/或，

所述负极碳膜、所述正极碳膜中的至少一种碳膜，包括：柔性碳膜；和/或，

所述含硫碳膜，包括：柔性碳膜；

和/或，

所述正极活性物质(4)，包括：磷酸铁锂、钛酸锂、三元材料、钴酸锂、锰酸锂中的至少之一。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，其中，

所述电池，包括：锂电池；

和/或，

所述隔膜(2)，包括：聚丙烯隔膜；

和/或，

所述正极活性物质(4)，均匀包裹于所述正极碳膜的内部；

和/或，

所述铜箔本体上的通孔均匀分布在铜箔本体上。

4.一种如权利要求1‑3任一项所述的电池中负极片的制备方法，其特征在于，包括：

(11)按以下各重量份数配比各组分后，混合，得到混合物料；

石墨：85～95份；

导电剂：3～7份；

粘结剂：3～7份；

(12)在所述混合物料中，加入设定量的甲基吡咯烷酮后，搅拌，得到负极浆料；

(13)将所述负极浆料，涂覆在所述带孔铜箔的表面上，经干燥、辊压后，制得所需负极片。

5.根据权利要求4所述的电池中负极片的制备方法，其特征在于，在步骤(11)中，所述粘结剂，使用聚偏氟氯乙烯，或者，将丁苯橡胶与羧甲基纤维素钠配合使用。

6.一种如权利要求1‑3任一项所述的电池中负极碳膜的制备方法，其特征在于，包括：

(21)将1‑3g聚乙烯吡咯烷酮和2‑5g石墨，分散于10‑15mL二甲基甲酰胺溶液中，得到负极纺丝液；

(22)在预设的电压和/或温度下，将所述负极纺丝液倒入第一预设容量的注射器内，排出气泡，并通过所述注射器与第二预设容量的接收器进行静电纺丝，得到负极前驱体；

(23)将所述负极前驱体，依次进行真空干燥、以及在氮氢混合气或氩氢混合气的气氛环境下煅烧后，得到所需负极碳膜。

7.根据权利要求6所述的电池中负极碳膜的制备方法，其特征在于，其中，

在步骤(22)中，

所述静电纺丝的电压为15～21kV；和/或，

所述静电纺丝的温度为35～45℃；和/或，

所述注射器的容量为10mL或20mL；和/或，

所述注射器的针头的直径为0.3～0.7mm；和/或，

所述注射器的针头与所述接收器之间的距离为18～22cm；

和/或，

在步骤(23)中，

所述真空干燥的时长为1.5～2.5h；和/或，

所述煅烧的温度为300‑800℃；和/或，

所述煅烧的时长为4‑10h。

8.根据权利要求6或7所述的电池中负极碳膜的制备方法，其特征在于，其中，

在步骤(21)中，

所述聚乙烯吡咯烷酮的重量为1.3g；和/或，

所述二甲基甲酰胺溶液的体积为12mL；

和/或，

在步骤(23)中，

所述煅烧的温度为500℃；和/或，

所述煅烧的时长为4.5h。

9.一种如权利要求1‑3任一项所述的电池中正极碳膜的制备方法，其特征在于，包括：

(31)将0.5‑2g正极活性物质分散于8‑12mL二甲基甲酰胺溶液中，再加入0.5‑2g聚乙烯吡咯烷酮，得到正极纺丝液；

(32)在预设的电压和/或温度下，将搅拌后的所述正极纺丝液倒入第一预设容量的注射器内，排出气泡，并通过所述注射器与第二预设容量的接收器进行静电纺丝，得到正极前驱体；

(33)将所述正极前驱体，依次进行真空干燥、以及在氮氢混合气或氩氢混合气的气氛环境下煅烧后，得到包覆有正极活性物质的正极碳膜。

10.根据权利要求9所述的电池中正极碳膜的制备方法，其特征在于，其中，

在步骤(32)中，

所述静电纺丝的电压为15～21kV；和/或，

所述静电纺丝的温度为35～45℃；和/或，

所述注射器的容量为10mL或20mL；和/或，

所述注射器的针头的直径为0.3～0.7mm；和/或，

所述注射器的针头与所述接收器之间的距离为18～22cm；

和/或，

在步骤(33)中，

所述真空干燥的时长为1.5～2.5h；和/或，

所述煅烧的温度为300‑800℃；和/或，

所述煅烧的时长为4‑10h。

11.根据权利要求9或10所述的电池中正极碳膜的制备方法，其特征在于，其中，

在步骤(31)中，

所述正极活性物质为磷酸铁锂；和/或，

所述正极活性物质的重量为1.2g；和/或，

所述聚乙烯吡咯烷酮的重量为1.15g；和/或