一种含有锂离子导电聚合物涂层正极片的制备方法
【专利摘要】本发明提供一种含有锂离子导电聚合物涂层正极片的制备方法。将具有锂离子导电聚合物材料用有机醇类或者酮类溶剂溶解，形成胶状溶液，然后涂覆在含有活性材料正极片上，烘干溶剂后得到含有锂离子导电聚合物涂层正极片。本发明具有如下有益效果：（1）具有锂离子导电聚合物材料涂层的正极片为锂离子超级电容器的正极使负极不需要再加入锂片或者复杂的预嵌锂工艺，简化了制备工艺，降低了成本。
【专利说明】-种含有裡离子导电聚合物涂层正极片的制备方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于裡离子超级电容器技术领域，设及一种裡离子超级电容器正极片的制 备方法。
[0003]
【背景技术】
[0004] 近年来，裡离子二次电池得到了很大的发展，运种电池负极一般使用石墨等炭素 材料，正极使用钻酸裡、儘酸裡等含裡金属氧化物。运种电池组装W后，充电时负极向正极 提供裡离子，而在放电时正极的裡离子又返回负极，因此被称为"摇椅式电池"。与使用金属 裡的裡电池相比，运种电池具有高安全性和高循环寿命的特点。
[0005] 但是，由于正极材料在脱嵌裡的过程中容易发生结构的变形，因此，裡离子二次电 池的循环寿命仍受到制约。因此近年来，把裡离子二次电池和双层电容器结合在一起的体 系研究成为新的热点。
[0006] 裡离子电容器一般负极材料选用石墨、硬碳等炭素材料，正极材料选用双电层特 性的活性炭材料，通过对负极材料进行裡离子的预渗杂，使负极电位大幅度下降，从而提高 能量密度。专利CN200580001498.2中公开了一种裡离子电容器，运种裡离子电容器使用的 正极集流体和负极集流体均具有贯穿正反面的孔，分别由正极活性物质和负极活性物质形 成电极层，通过对负极进行电化学接触，预先把裡离子承载在负极中。专利 CN200780024069.6中公开了一种电化学电容器用负极的预处理方法，通过气相法或液相 法在基板上形成裡层，然后将该裡层转印到负极的电极层。运些预渗杂的方法设及到的工 艺比较复杂，且对原材料需要进行特殊处理，给制造过程带来一定难度。
[0007]
【发明内容】
[000引本发明要解决的技术问题是提供一种裡离子超级电容器正极片的制备方法，该方 法制备的正极片可在裡离子电容器中提供裡源，从而不需要再对负极进行复杂的预嵌裡处 理或者在裡离子电容器中添加裡片，简化了裡离子电容器制备的工艺过程，降低了其工艺 成本。
[0009] 本发明提供的裡离子超级电容器正极片的制备方法为:将具有裡离子导电聚合物 材料用有机醇类或者酬类溶剂溶解，形成质量浓度为30-70%胶状溶液，然后涂覆在含有活 性材料正极片上，烘干溶剂后得到含有裡离子导电聚合物涂层正极片。
[0010] 进一步地，所述裡离子导电聚合物材料包含W下一种或多种聚合物:聚丙締酸裡、 聚甲基丙締酸裡、聚乙二醇裡，数均分子量为20000-50000。
[0011] 进一步地，所述胶状溶液的质量浓度为30-70%。
[0012] 进一步地，所述有机醇类或者酬类溶剂包含W下一种或多种：乙醇、丙醇、丙酬、己 二醇。
[0013] 本发明提供一种裡离子超级电容器的制备工艺流程如下： (1)将活性炭或者石墨締正极材料、导电剂、粘结剂按照质量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成浆料，然后涂覆在正极集流体侣锥上，烘干后得到正极片。
[0014] (2)将具有裡离子导电聚合物材料用有机醇类或者酬类溶剂溶解，形成质量浓度 为30-70%胶状溶液，然后涂覆在含有活性材料正极片上，烘干溶剂后得到含有裡离子导电 聚合物涂层正极片。
[0015] (3)将石墨或者硬炭负极材料、导电剂、粘结剂按照质量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成浆料，然后涂覆在负极集流体铜锥锥上，烘干后得到负极片。
[0016] (4)按照通常裡离子电池的制备工艺将负极片、隔膜和正极片通过叠层的方式组 成电忍，然后在电池壳内注入电解液，注入的电解液为Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(WL 和DME的体积比为1:1)，封口，得到裡离子超级电容器。
[0017] 采用本发明正极材料制备裡离子超级电容器的工艺为通用的裡离子电池制备工 艺，大大简化了裡离子超级电容器的制备工艺。
[0018] 本发明制备的具有裡离子导电聚合物材料涂层的正极片用作裡离子超级电容器 正极片时，具有裡离子导电聚合物材料涂层提供裡源，在首次充电时裡离子脱出聚合物插 入到石墨负极中，从而拉低负极电位，因此负极中不需要采用金属裡片或者复杂的预嵌裡 工艺。
[0019] 本发明具有如下有益效果：（1)具有裡离子导电聚合物材料涂层的正极片为裡离 子超级电容器的正极使负极不需要再加入裡片或者复杂的预嵌裡工艺，简化了制备工艺， 降低了成本。
[0020]
【附图说明】
[0021 ]图1是本发明裡离子超级电容器正极片结构示意图。
[0022] 图中，1-正极集流体，2-活性材料正极片，3-具有裡离子导电聚合物材料涂层。
[0023]
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明： 实施例1 (1)将活性炭材料、导电剂科琴黑、粘结剂PVDF按照质量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成浆料，然后涂覆在正极集流体1侣锥上，烘干后得到正极片。
[0025] (2)将数均分子量为20000的聚丙締酸裡用乙醇溶解，形成质量浓度为30%胶状溶 液，然后涂覆在含有活性材料正极片2上，烘干溶剂后得到含有裡离子导电聚合物涂层正极 片3。
[00%] (3)将石墨负极材料、导电剂科琴黑、粘结剂PVDF按照质量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成浆料，然后涂覆在负极集流体铜锥锥上，烘干后得到负极片。
[0027] (4)按照通常裡离子电池的制备工艺将负极片、隔膜和正极片通过叠层的方式组 成电忍，然后在电池壳内注入电解液，注入的电解液为Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(D化 和DME的体积比为1:1)，封口，得到裡离子超级电容器。
[002引 实施例2 (1)将活性炭材料、导电剂科琴黑、粘结剂PVDF按照质量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成浆料，然后涂覆在正极集流体1侣锥上，烘干后得到正极片。
[0029] (2)将数均分子量为50000的聚甲基丙締酸裡用丙酬溶剂溶解，形成质量浓度为 70%胶状溶液，然后涂覆在含有活性材料正极片2上，烘干溶剂后得到含有裡离子导电聚合 物涂层正极片3。
[0030] (3)将硬炭负极材料、导电剂科琴黑、粘结剂PVDF按照质量比90:5: 5的比例加入到 NMP中混合成浆料，然后涂覆在负极集流体铜锥锥上，烘干后得到负极片。
[0031] (4)按照通常裡离子电池的制备工艺将负极片、隔膜和正极片通过叠层的方式组 成电忍，然后在电池壳内注入电解液，注入的电解液为Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(WL 和DME的体积比为1:1)，封口，得到裡离子超级电容器。
[0032] 实施例3 (1)将活性炭材料、导电剂科琴黑、粘结剂PVDF按照质量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成浆料，然后涂覆在正极集流体1侣锥上，烘干后得到正极片。
[0033] (2)将数均分子量为30000的聚乙二醇裡用丙醇溶剂溶解，形成质量浓度为50%胶 状溶液，然后涂覆在含有活性材料正极片2上，烘干溶剂后得到含有裡离子导电聚合物涂层 正极片3。
[0034] (3)将石墨负极材料、导电剂科琴黑、粘结剂PVDF按照质量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成浆料，然后涂覆在负极集流体铜锥锥上，烘干后得到负极片。
[0035] (4)按照通常裡离子电池的制备工艺将负极片、隔膜和正极片通过叠层的方式组 成电忍，然后在电池壳内注入电解液，注入的电解液为Imo 1 /L LiPFs的DOkDME溶液(D化 和DME的体积比为1:1)，封口，得到裡离子超级电容器。
[0036] 实施例4 (1)将活性炭材料、导电剂科琴黑、粘结剂PVDF按照质量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成浆料，然后涂覆在正极集流体1侣锥上，烘干后得到正极片。
[0037] (2)将数均分子量为40000的聚乙二醇裡用己二醇溶剂溶解，形成质量浓度为45% 胶状溶液，然后涂覆在含有活性材料正极片2上，烘干溶剂后得到含有裡离子导电聚合物涂 层正极片3。
[0038] (3)将硬炭负极材料、导电剂科琴黑、粘结剂PVDF按照质量比90:5:5的比例加入到 NMP中混合成浆料，然后涂覆在负极集流体铜锥锥上，烘干后得到负极片。
[0039] (4)按照通常裡离子电池的制备工艺将负极片、隔膜和正极片通过叠层的方式组 成电忍，然后在电池壳内注入电解液，注入的电解液为Imo 1 /L LiPFs的DOkDME溶液(D化 和DME的体积比为1:1)，封口，得到裡离子超级电容器。
[0040] 实施例5 (I)将活性炭材料、导电剂科琴黑、粘结剂PVDF按照质量比90:5:5的比例加入到NMP中 混合成浆料，然后涂覆在正极集流体1侣锥上，烘干后得到正极片。
[0041] (2)将分子量为35000的聚丙締酸裡用乙醇溶剂溶解，形成质量浓度为60%胶状溶 液，然后涂覆在含有活性材料正极片2上，烘干溶剂后得到含有裡离子导电聚合物涂层正极 片3。
[0042] (3)将石墨负极材料、导电剂科琴黑、粘结剂PVDF按照质量比90:5: 5的比例加入到 NMP中混合成浆料，然后涂覆在负极集流体铜锥锥上，烘干后得到负极片。
[0043] (4)按照通常裡离子电池的制备工艺将负极片、隔膜和正极片通过叠层的方式组 成电忍，然后在电池壳内注入电解液，注入的电解液为Imol/L LiPFs的DOkDME溶液(WL 和DME的体积比为1:1)，封口，得到裡离子超级电容器。
[0044] 其效果如表1所示，由表1可知:本发明制备的裡离子超级电容器能量密度达到了 43.1-45.2 wh/kg，达到了常用裡离子超级电容器的能量密度水平。
[0045] 夫1
W上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于运些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可W做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护 范围。
【主权项】
1. 一种锂离子超级电容器正极片的制备方法，其特征在于，将具有锂离子导电聚合物 材料用有机醇类或者酮类溶剂溶解，形成胶状溶液，然后涂覆在含有活性材料正极片上，烘 干溶剂后得到含有锂离子导电聚合物涂层正极片。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锂离子导电聚合物材料包含以下一种或 多种聚合物:聚丙烯酸锂、聚甲基丙烯酸锂、聚乙二醇锂。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锂离子导电聚合物材料其数均分子量为 20000-50000。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胶状溶液的质量浓度为30-70%。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机醇类或者酮类溶剂包含以下一种或 多种：乙醇、丙醇、丙酮T己二醇。6. -种锂离子超级电容器的制备工艺，其特征在于，包括如下几个步骤： 步骤A:将活性炭或者石墨烯正极材料、导电剂、粘结剂加入到NMP中混合成浆料，然后 涂覆在正极集流体铝箱上，烘干后得到正极片； 步骤B:将具有锂离子导电聚合物材料用有机醇类或者酮类溶剂溶解，形成质量胶状溶 液，然后涂覆在含有活性材料正极片上，烘干溶剂后得到含有锂离子导电聚合物涂层正极 片； 步骤C:将石墨或者硬炭负极材料、导电剂、粘结剂按照加入到NMP中混合成浆料，然后 涂覆在负极集流体铜箱箱上，烘干后得到负极片； 步骤D:将负极片、隔膜和正极片通过叠层的方式组成电芯，然后在电池壳内注入电解 液，封口，得到锂离子超级电容器。7. 如权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤A中，活性炭或者石墨烯正极材 料、导电剂、粘结剂的质量比为90:5:5。8. 如权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤B中，质量浓度为30-70%胶状溶 液。9. 如权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤C中，石墨或者硬炭负极材料、 导电剂、粘结剂质量比为90:5:5。10. 如权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤D中，电解液为lmol/L LiPFs的 D0L-DME溶液，D0L和DME的体积比为1:1。
【文档编号】H01G11/06GK106098409SQ201610616174
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月31日 公开号201610616174.X, CN 106098409 A, CN 106098409A, CN 201610616174, CN-A-106098409, CN106098409 A, CN106098409A, CN201610616174, CN201610616174.X
【发明人】肖丽芳, 钟玲珑
【申请人】肖丽芳