一種含有鋰離子導電聚合物涂層正極片的制備方法
【專利摘要】本發明提供一種含有鋰離子導電聚合物涂層正極片的制備方法。將具有鋰離子導電聚合物材料用有機醇類或者酮類溶劑溶解，形成膠狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片上，烘干溶劑后得到含有鋰離子導電聚合物涂層正極片。本發明具有如下有益效果：（1）具有鋰離子導電聚合物材料涂層的正極片為鋰離子超級電容器的正極使負極不需要再加入鋰片或者復雜的預嵌鋰工藝，簡化了制備工藝，降低了成本。
【專利說明】-種含有裡離子導電聚合物涂層正極片的制備方法
[0001]
技術領域
[0002] 本發明屬于裡離子超級電容器技術領域，設及一種裡離子超級電容器正極片的制 備方法。
[0003]
【背景技術】
[0004] 近年來，裡離子二次電池得到了很大的發展，運種電池負極一般使用石墨等炭素 材料，正極使用鉆酸裡、儘酸裡等含裡金屬氧化物。運種電池組裝W后，充電時負極向正極 提供裡離子，而在放電時正極的裡離子又返回負極，因此被稱為"搖椅式電池"。與使用金屬 裡的裡電池相比，運種電池具有高安全性和高循環壽命的特點。
[0005] 但是，由于正極材料在脫嵌裡的過程中容易發生結構的變形，因此，裡離子二次電 池的循環壽命仍受到制約。因此近年來，把裡離子二次電池和雙層電容器結合在一起的體 系研究成為新的熱點。
[0006] 裡離子電容器一般負極材料選用石墨、硬碳等炭素材料，正極材料選用雙電層特 性的活性炭材料，通過對負極材料進行裡離子的預滲雜，使負極電位大幅度下降，從而提高 能量密度。專利CN200580001498.2中公開了一種裡離子電容器，運種裡離子電容器使用的 正極集流體和負極集流體均具有貫穿正反面的孔，分別由正極活性物質和負極活性物質形 成電極層，通過對負極進行電化學接觸，預先把裡離子承載在負極中。專利 CN200780024069.6中公開了一種電化學電容器用負極的預處理方法，通過氣相法或液相 法在基板上形成裡層，然后將該裡層轉印到負極的電極層。運些預滲雜的方法設及到的工 藝比較復雜，且對原材料需要進行特殊處理，給制造過程帶來一定難度。
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【發明內容】
[000引本發明要解決的技術問題是提供一種裡離子超級電容器正極片的制備方法，該方 法制備的正極片可在裡離子電容器中提供裡源，從而不需要再對負極進行復雜的預嵌裡處 理或者在裡離子電容器中添加裡片，簡化了裡離子電容器制備的工藝過程，降低了其工藝 成本。
[0009] 本發明提供的裡離子超級電容器正極片的制備方法為:將具有裡離子導電聚合物 材料用有機醇類或者酬類溶劑溶解，形成質量濃度為30-70%膠狀溶液，然后涂覆在含有活 性材料正極片上，烘干溶劑后得到含有裡離子導電聚合物涂層正極片。
[0010] 進一步地，所述裡離子導電聚合物材料包含W下一種或多種聚合物:聚丙締酸裡、 聚甲基丙締酸裡、聚乙二醇裡，數均分子量為20000-50000。
[0011] 進一步地，所述膠狀溶液的質量濃度為30-70%。
[0012] 進一步地，所述有機醇類或者酬類溶劑包含W下一種或多種：乙醇、丙醇、丙酬、己 二醇。
[0013] 本發明提供一種裡離子超級電容器的制備工藝流程如下： (1)將活性炭或者石墨締正極材料、導電劑、粘結劑按照質量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在正極集流體侶錐上，烘干后得到正極片。
[0014] (2)將具有裡離子導電聚合物材料用有機醇類或者酬類溶劑溶解，形成質量濃度 為30-70%膠狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片上，烘干溶劑后得到含有裡離子導電 聚合物涂層正極片。
[0015] (3)將石墨或者硬炭負極材料、導電劑、粘結劑按照質量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負極集流體銅錐錐上，烘干后得到負極片。
[0016] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內注入電解液，注入的電解液為Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(WL 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級電容器。
[0017] 采用本發明正極材料制備裡離子超級電容器的工藝為通用的裡離子電池制備工 藝，大大簡化了裡離子超級電容器的制備工藝。
[0018] 本發明制備的具有裡離子導電聚合物材料涂層的正極片用作裡離子超級電容器 正極片時，具有裡離子導電聚合物材料涂層提供裡源，在首次充電時裡離子脫出聚合物插 入到石墨負極中，從而拉低負極電位，因此負極中不需要采用金屬裡片或者復雜的預嵌裡 工藝。
[0019] 本發明具有如下有益效果：（1)具有裡離子導電聚合物材料涂層的正極片為裡離 子超級電容器的正極使負極不需要再加入裡片或者復雜的預嵌裡工藝，簡化了制備工藝， 降低了成本。
[0020]
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發明裡離子超級電容器正極片結構示意圖。
[0022] 圖中，1-正極集流體，2-活性材料正極片，3-具有裡離子導電聚合物材料涂層。
[0023]
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖，對本發明的較優的實施例作進一步的詳細說明： 實施例1 (1)將活性炭材料、導電劑科琴黑、粘結劑PVDF按照質量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成漿料，然后涂覆在正極集流體1侶錐上，烘干后得到正極片。
[0025] (2)將數均分子量為20000的聚丙締酸裡用乙醇溶解，形成質量濃度為30%膠狀溶 液，然后涂覆在含有活性材料正極片2上，烘干溶劑后得到含有裡離子導電聚合物涂層正極 片3。
[00%] (3)將石墨負極材料、導電劑科琴黑、粘結劑PVDF按照質量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負極集流體銅錐錐上，烘干后得到負極片。
[0027] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內注入電解液，注入的電解液為Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(D化 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級電容器。
[002引 實施例2 (1)將活性炭材料、導電劑科琴黑、粘結劑PVDF按照質量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成漿料，然后涂覆在正極集流體1侶錐上，烘干后得到正極片。
[0029] (2)將數均分子量為50000的聚甲基丙締酸裡用丙酬溶劑溶解，形成質量濃度為 70%膠狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片2上，烘干溶劑后得到含有裡離子導電聚合 物涂層正極片3。
[0030] (3)將硬炭負極材料、導電劑科琴黑、粘結劑PVDF按照質量比90:5: 5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負極集流體銅錐錐上，烘干后得到負極片。
[0031] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內注入電解液，注入的電解液為Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(WL 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級電容器。
[0032] 實施例3 (1)將活性炭材料、導電劑科琴黑、粘結劑PVDF按照質量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成漿料，然后涂覆在正極集流體1侶錐上，烘干后得到正極片。
[0033] (2)將數均分子量為30000的聚乙二醇裡用丙醇溶劑溶解，形成質量濃度為50%膠 狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片2上，烘干溶劑后得到含有裡離子導電聚合物涂層 正極片3。
[0034] (3)將石墨負極材料、導電劑科琴黑、粘結劑PVDF按照質量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負極集流體銅錐錐上，烘干后得到負極片。
[0035] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內注入電解液，注入的電解液為Imo 1 /L LiPFs的DOkDME溶液(D化 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級電容器。
[0036] 實施例4 (1)將活性炭材料、導電劑科琴黑、粘結劑PVDF按照質量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成漿料，然后涂覆在正極集流體1侶錐上，烘干后得到正極片。
[0037] (2)將數均分子量為40000的聚乙二醇裡用己二醇溶劑溶解，形成質量濃度為45% 膠狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片2上，烘干溶劑后得到含有裡離子導電聚合物涂 層正極片3。
[0038] (3)將硬炭負極材料、導電劑科琴黑、粘結劑PVDF按照質量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負極集流體銅錐錐上，烘干后得到負極片。
[0039] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內注入電解液，注入的電解液為Imo 1 /L LiPFs的DOkDME溶液(D化 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級電容器。
[0040] 實施例5 (I)將活性炭材料、導電劑科琴黑、粘結劑PVDF按照質量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成漿料，然后涂覆在正極集流體1侶錐上，烘干后得到正極片。
[0041] (2)將分子量為35000的聚丙締酸裡用乙醇溶劑溶解，形成質量濃度為60%膠狀溶 液，然后涂覆在含有活性材料正極片2上，烘干溶劑后得到含有裡離子導電聚合物涂層正極 片3。
[0042] (3)將石墨負極材料、導電劑科琴黑、粘結劑PVDF按照質量比90:5: 5的比例加入到 NMP中混合成漿料，然后涂覆在負極集流體銅錐錐上，烘干后得到負極片。
[0043] (4)按照通常裡離子電池的制備工藝將負極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組 成電忍，然后在電池殼內注入電解液，注入的電解液為Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(WL 和DME的體積比為1:1)，封口，得到裡離子超級電容器。
[0044] 其效果如表1所示，由表1可知:本發明制備的裡離子超級電容器能量密度達到了 43.1-45.2 wh/kg，達到了常用裡離子超級電容器的能量密度水平。
[0045] 夫1
W上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發 明的具體實施只局限于運些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫 離本發明構思的前提下，還可W做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護 范圍。
【主權項】
1. 一種鋰離子超級電容器正極片的制備方法，其特征在于，將具有鋰離子導電聚合物 材料用有機醇類或者酮類溶劑溶解，形成膠狀溶液，然后涂覆在含有活性材料正極片上，烘 干溶劑后得到含有鋰離子導電聚合物涂層正極片。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋰離子導電聚合物材料包含以下一種或 多種聚合物:聚丙烯酸鋰、聚甲基丙烯酸鋰、聚乙二醇鋰。3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋰離子導電聚合物材料其數均分子量為 20000-50000。4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述膠狀溶液的質量濃度為30-70%。5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機醇類或者酮類溶劑包含以下一種或 多種：乙醇、丙醇、丙酮T己二醇。6. -種鋰離子超級電容器的制備工藝，其特征在于，包括如下幾個步驟： 步驟A:將活性炭或者石墨烯正極材料、導電劑、粘結劑加入到NMP中混合成漿料，然后 涂覆在正極集流體鋁箱上，烘干后得到正極片； 步驟B:將具有鋰離子導電聚合物材料用有機醇類或者酮類溶劑溶解，形成質量膠狀溶 液，然后涂覆在含有活性材料正極片上，烘干溶劑后得到含有鋰離子導電聚合物涂層正極 片； 步驟C:將石墨或者硬炭負極材料、導電劑、粘結劑按照加入到NMP中混合成漿料，然后 涂覆在負極集流體銅箱箱上，烘干后得到負極片； 步驟D:將負極片、隔膜和正極片通過疊層的方式組成電芯，然后在電池殼內注入電解 液，封口，得到鋰離子超級電容器。7. 如權利要求6所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟A中，活性炭或者石墨烯正極材 料、導電劑、粘結劑的質量比為90:5:5。8. 如權利要求6所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟B中，質量濃度為30-70%膠狀溶 液。9. 如權利要求6所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟C中，石墨或者硬炭負極材料、 導電劑、粘結劑質量比為90:5:5。10. 如權利要求6所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟D中，電解液為lmol/L LiPFs的 D0L-DME溶液，D0L和DME的體積比為1:1。
【文檔編號】H01G11/06GK106098409SQ201610616174
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月31日 公開號201610616174.X, CN 106098409 A, CN 106098409A, CN 201610616174, CN-A-106098409, CN106098409 A, CN106098409A, CN201610616174, CN201610616174.X
【發明人】肖麗芳, 鐘玲瓏
【申請人】肖麗芳