一种由硬碳材料制备的正极,包含该正极的储能装置,其用途以及一种正极的制备方法与流程

文档序号:11104176阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于电化学储能装置的正极,其包括硬碳作为正极活性物质,所述硬碳是指在高至2500℃下仍难以石墨化的材料。

2.根据权利要求1所述的正极,其中,所述硬碳为酚醛树脂碳、环氧树脂碳、聚糠醇树脂碳、糠醛树脂碳、聚糠醇热解碳、聚氯乙烯热解碳中的至少一种或者其混合物。

3.根据权利要求1所述的正极,其中,所述正极还包括粘合剂、集流体、非必须的导电剂。

4.一种电化学储能装置,其包括根据权利要求1所述的正极。

5.根据权利要求4所述的电化学储能装置,其中,所述电化学储能装置还包括负极;其中,所述负极采用锂离子或钠离子嵌入化合物,电解液采用含有锂离子或钠离子的非水有机溶剂电解液;

其中,所述锂离子或钠离子嵌入化合物是指含有羧基、醌基等基团的有机小分子或共轭聚合物、人造石墨碳材料、硬碳、硅或氧化硅、Si/C复合材料、Li4Ti5O12、TiO2、Sn或Sn/C以及Fe2O3中的至少一种或者其混合物。

6.根据权利要求4所述的电化学储能装置,其中,所述电化学储能装置还包括电解液;其中,所述电解液包含电解质和溶剂,

所述电解质为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)、LiBOB、LiCl、LiBr、LiI中的至少一种或者其混合物;或者为NaPF6、NaBF4、NaClO4、NaAsF6、NaCF3SO3、NaN(CF3SO2)、NaBOB、NaCl、NaBr、NaI中的至少一种或者混合物;

所述溶剂为选自丙烯碳酸酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、1,2-二甲氧基乙烷(DME)、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、乙腈、离子液体、乙酸乙酯、亚硫酸乙烯酯等以及上述溶剂的氟代阻燃型化合物中的至少一种或几种混合物。

7.根据权利要求4所述的电化学储能装置,所述电化学储能装置按以下步骤制备:

(1)制备正极片:将权利要求1中所述的硬碳、导电剂、粘结剂按一定比例混合均匀,加入水或有机溶剂制成均一浆料,均匀涂布在铝箔或钛箔正极集流体上,然后烘干、辊压、分条、裁片、真空干燥,即制备成正极片;

(2)制备负极片:将锂离子或钠离子嵌入化合物负极活性材料、导电剂、粘结剂按一定比例混合均匀,加入水或有机溶剂制成均一浆料,均匀涂布在 铜箔或铝箔负极集流体上,然后烘干、辊压、分条、裁片、真空干燥,即制备成负极片;(3)将上述正负极片制成电芯,放入铝塑膜或钢壳中,经焊接、注液、密封,得到最终产品;

其中,所述导电剂为炭黑、乙炔黑、天然石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的至少一种或混合物;

其中,所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯基醚、聚酰亚胺、苯乙烯-丁二烯共聚物、羧甲基纤维素钠中的至少一种或混合物;

其中,所述按一定比例为正极或负极活性物质的质量分数为50~99.5wt%,导电剂占比为0.1~40wt%,粘结剂占比质量分数为0.1~40wt%。

8.根据权利要求4所述的电化学储能装置,其中,所述电化学储能装置为二次电池或者超级电容器。

9.根据权利要求1所述的硬碳在制备用于电化学储能装置的正极材料中的用途。

10.一种电极制作方法,该方法包括:使用硬碳作为用于正极的材料。

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