一种正极或负极极片及其制备方法与在制备电池中的应用与流程

本发明涉及电池极片制备，具体涉及一种正极或负极极片及其制备方法与在制备电池中的应用。

背景技术：

1、锂离子电池具有高能量密度、高功率密度和长循环寿命等优点，因而在便携式电子设备例如笔记本电脑、手机、数码相机等电子产品中得到广泛应用。近年来，随着新能源与清洁能源汽车的快速发展，对新型动力电池与储能电池的性能及其安全性提出了更高的要求,而且对于电池可耐受各种极端工作条件下的需求也在日益增长。目前，为了提高锂离子电池的性能，许多研究都集中在电极材料和电解质的开发和改进上，而对于电极和电池结构的设计方面研究较少，尤其是对电池关键材料在极端条件下耐受性的研究还鲜有报道。合理的电极结构设计对于整个电极内的离子和电子传输途径非常重要，通过优化电极的结构，可以提高电极的导电性和其对电解液的浸润等性能，提高电子和离子在整个电极内部的传输速率，进而提升电池的循环性能和倍率等。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明首先提供了一种正极或负极极片。

2、本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：

3、一种正极或负极极片，其所述的正极或负极极片的表面涂覆有电容层。

4、优选地，所述的电容层中的炭材料选自介孔石墨烯、介孔碳以及电容炭中的一种或者二种以上的混合。

5、发明人在研究中惊奇的发现，正极或负极极片的表面涂覆电容层，可以使得锂/钠离子电池产生赝电容效应，进而可以提高锂/钠离子电池的电池容量以及循环性能。

6、在此，发明人需要说明的是，电容层中的电容炭材料的选择十分关键，电容层中的炭材料只有选自介孔石墨烯、介孔碳以及电容炭中的一种或者二种以上的混合时制备得到的表面涂覆有电容层的正极或负极极片才能大幅提高锂/钠离子电池的电池容量以及循环性能；然而，电容层中选用其它碳材料制备得到的表面涂覆有电容层的正极或负极极片并不能大幅提高锂/钠离子电池的电池容量以及循环性能。

7、本发明还提供了上述正极或负极极片的制备方法，其包含如下步骤：

8、将炭材料、粘结剂和溶剂混合均匀得到电容浆料；

9、将电容浆料涂覆到正极或负极极片表面，干燥后得表面涂覆有电容层的正极或负极极片，即本发明所述的正极或负极极片。

10、优选地，所述的炭材料选自介孔石墨烯、介孔碳以及电容炭中的一种或者二种以上的混合。

11、优选地，所述的粘结剂选自聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸以及聚丙烯腈中的一种或者二种以上的混合。

12、优选地，所述的溶剂选自水、n-甲基吡咯烷酮以及乙醇中的一种或者二种以上的混合。

13、优选地，炭材料、粘结剂和溶剂的重量比为0.8～1：0.05～0.1：1。

14、最优选地，炭材料、粘结剂和溶剂的重量比为0.9～0.95：0.05～0.1：1。

15、优选地，所述的干燥，其具体方式为烘干。

16、优选地，所述的混合为搅拌、球磨或砂磨。

17、优选地，所述的涂覆方式为刮刀式、辊涂转移式或狭缝挤压式。

18、优选地，所述的烘干方式为远红外辐射枯燥、双面送风飘浮枯燥、惯例对流热风枯燥、循环热风冲击枯燥、过热水蒸气枯燥或微波枯燥。

19、本发明还提供了一种上述正极或负极极片在制备电池中的应用。

20、优选地，所述的电池为锂离子电池或钠离子电池或石墨电池。

21、最优选地，所述的电池为磷酸铁锂电池、锂硫电池或石墨电池。

22、有益效果：本发明提供了一种全新的正极或负极极片，所述的正极或负极极片的表面涂覆有电容层。本发明所述的正极或负极极片由于表面涂覆电容层，可以使得锂/钠离子电池产生赝电容效应，进而可以提高锂/钠离子电池的电池容量以及循环性能。

23、此外，本发明所述的表面涂覆有电容层的正极或负极极片可有效抑制锂/钠枝晶的生长，提高电池的安全性能，同时该电容层提供更多锂离子转移通道，缩短锂离子运输路径，有效提高电池的倍率性能和循环性能。

技术特征：

1.一种正极或负极极片，其特征在于，所述的正极或负极极片的表面涂覆有电容层。

2.根据权利要求1所述的正极或负极极片，其特征在于，所述的电容层中的炭材料选自介孔石墨烯、介孔碳以及电容炭中的一种或者二种以上的混合。

3.根据权利要求1所述的正极或负极极片的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

4.根据权利要求3所述的正极或负极极片的制备方法，其特征在于，所述的炭材料选自介孔石墨烯、介孔碳以及电容炭中的一种或者二种以上的混合。

5.根据权利要求3所述的正极或负极极片的制备方法，其特征在于，所述的粘结剂选自聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸以及聚丙烯腈中的一种或者二种以上的混合。

6.根据权利要求3所述的正极或负极极片的制备方法，其特征在于，所述的溶剂选自水、n-甲基吡咯烷酮以及乙醇中的一种或者二种以上的混合。

7.根据权利要求3所述的正极或负极极片的制备方法，其特征在于，炭材料、粘结剂和溶剂的重量比为0.8～1：0.05～0.1：1；

8.根据权利要求3所述的正极或负极极片的制备方法，其特征在于，所述的干燥，其具体方式为烘干。

9.权利要求1所述的正极或负极极片在制备电池中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的电池为锂离子电池或钠离子电池或石墨电池。

技术总结
本发明涉及电池极片制备技术领域，具体公开了一种正极或负极极片及其制备方法与在制备电池中的应用。所述的正极或负极极片的表面涂覆有电容层。所述的正极或负极极片的制备方法，包含如下步骤：将炭材料、粘结剂和溶剂混合均匀得到电容浆料；将电容浆料涂覆到正极或负极极片表面，干燥后得表面涂覆有电容层的正极或负极极片，即本发明所述的正极或负极极片。本发明所述的正极或负极极片由于表面涂覆电容层，可以使得锂/钠离子电池产生赝电容效应，进而可以提高锂/钠离子电池的电池容量以及循环性能。

技术研发人员：黎剑辉,杨曜骏,唐帅,林志彬
受保护的技术使用者：深圳材启新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15