技术特征：
1.半固体电极，包含：以体积计约35％至约75％的活性材料；以体积计约0.5％至约8％的传导材料；和以体积计约0.2％至约5％的碳添加剂，所述碳添加剂不同于所述传导材料，其中所述活性材料、所述传导材料和所述碳添加剂与非水性电解质混合以形成所述半固体电极。2.根据权利要求1所述的半固体电极，其中所述碳添加剂包括碳纳米纤维、气相生长碳纤维、碳纳米管、单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的至少一种。3.根据权利要求1所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有小于约100kpa的屈服应力。4.根据权利要求1所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有至少约30ms/cm的传导率。5.根据权利要求4所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有至少约100ms/cm的传导率。6.根据权利要求5所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有至少约130ms/cm的传导率。7.根据权利要求1所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有在约120μm和约2000μm之间的厚度。8.根据权利要求1所述的半固体电极，其中所述传导材料包含科琴黑、气相生长碳纤维、碳纳米管或碳纳米纤维中的至少一种。9.根据权利要求8所述的半固体电极，其中所述传导材料还包含以下中的至少一种：金属、金属碳化物、金属氮化物、金属氧化物、碳的同素异形体、炭黑、石墨碳、碳纤维、碳微纤维、气相生长碳纤维(vgcf)、富勒烯碳、“巴基球”、碳纳米管(cnt)、多壁碳纳米管(mwnt)、单壁碳纳米管(swnt)、石墨烯片、石墨烯片的聚集体、包含富勒烯片段的材料、通过与电子传导聚合物混合或共混而具有电子活性的电子绝缘有机氧化还原化合物、基于聚苯胺的传导聚合物、基于聚乙炔的传导聚合物、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)(pedot)、聚吡咯、聚噻吩、聚(对亚苯基)、聚(三亚苯基)、聚聚芴、聚萘、聚蒽、聚呋喃、聚咔唑、四硫富瓦烯取代的聚苯乙烯、二茂铁取代的聚乙烯、咔唑取代的聚乙烯、聚氧吩嗪、聚并苯或聚(杂并苯)。10.根据权利要求9所述的半固体电极，其中所述碳添加剂包含气相生长碳纤维。11.根据权利要求10所述的半固体电极，其中所述碳添加剂还包含碳纳米纤维、碳纳米管、单壁碳纳米管、炭黑或多壁碳纳米管中的至少一种。12.半固体电极，包含：以体积计约35％至约75％的活性材料；以体积计约0.5％至约8％的传导材料；和以体积计约0.5％至约5％的碳添加剂，其中所述活性材料、所述传导材料和所述碳添加剂与非水性电解质混合以形成所述半固体电极，并且其中所述半固体电极具有至少约30ms/cm的传导率和小于约100kpa的屈服强度。
13.根据权利要求12所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有至少约100ms/cm的传导率。14.根据权利要求13所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有至少约130ms/cm的传导率。15.根据权利要求14所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有至少约140ms/cm的传导率。16.根据权利要求12所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有小于约80kpa的屈服强度。17.根据权利要求16所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有小于约70kpa的屈服强度。18.根据权利要求17所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有小于约60kpa的屈服强度。19.根据权利要求12所述的半固体电极，其中所述半固体电极具有在约150μm和约2000μm之间的厚度。20.根据权利要求12所述的半固体电极，其中所述半固体电极包括以体积计约2％至约4％的碳添加剂。21.根据权利要求12所述的半固体电极，其中所述半固体电极包括以体积计约1％至约2％的碳添加剂。22.根据权利要求12所述的半固体电极，其中所述半固体电极包括以体积计约3％至约5％的碳添加剂。23.制造半固体电极的方法，该方法包括：在非水性液体电解质中制备包含以体积计约35％至约75％的活性材料、以体积计约0.5％至约8％的传导材料和以体积计约0.5％至约5％的碳添加剂的半固体电极混合物；用小于约10kw/kg的研磨功率一起研磨所述活性材料、所述传导材料和所述碳添加剂至少约8分钟以形成涂覆在传导材料和碳添加剂材料中的活性材料颗粒；和将非水性液体电解质添加至涂覆在传导材料和碳添加剂材料中的活性材料颗粒以形成所述半固体电极，其中所述半固体电极具有至少约60ms/cm的传导率和小于约100kpa的屈服强度。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述研磨以小于约7kw/kg的研磨功率持续至少约10分钟。25.根据权利要求23所述的方法，其中所述半固体电极具有至少约100ms/cm的传导率。26.根据权利要求25所述的方法，其中所述半固体电极具有至少约130ms/cm的传导率。27.根据权利要求26所述的方法，其中所述半固体电极具有至少约140ms/cm的传导率。28.根据权利要求23所述的方法，其中所述半固体电极具有小于约80kpa的屈服强度。29.根据权利要求28所述的方法，其中所述半固体电极具有小于约70kpa的屈服强度。30.根据权利要求29所述的方法，其中所述半固体电极具有小于约60kpa的屈服强度。31.根据权利要求23所述的方法，其中所述半固体电极具有在约100μm和约2000μm之间的厚度。32.制造半固体电极的方法，该方法包括：
在非水性液体电解质中制备包含以体积计约35％至约75％的活性材料、以体积计约0.5％至约8％的传导材料和以体积计约0.5％至约5％的碳添加剂的半固体电极混合物，所述碳添加剂不同于所述传导材料；一起研磨所述活性材料、所述传导材料和所述碳添加剂以形成涂覆在传导材料和碳添加剂材料中的活性材料颗粒；和非水性液体溶剂一起形成涂覆在非水性液体溶剂中悬浮的传导材料中的活性材料颗粒；和将所述非水性液体电解质添加至涂覆在传导材料和碳添加剂材料中的活性材料颗粒以形成所述半固体电极。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述研磨赋予至少约2000kj/kg的混合能。34.根据权利要求33所述的方法，其中所述研磨赋予至少约2500kj/kg的混合能。35.根据权利要求33所述的方法，其中所述研磨赋予至少约3000kj/kg的混合能。36.根据权利要求32所述的方法，其中非水性液体电解质包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、γ-丁内酯中的至少一种。37.根据权利要求32所述的方法，其中所述半固体电极混合物包括碳纳米管、碳纳米纤维或单壁碳纳米管中的至少一种。38.根据权利要求32所述的方法，其中添加非水性液体电解质经由喷雾或注射中的至少一种。39.电化学电芯，包含：设置在第一集流体上的第一电极材料，该第一电极包含：以体积计约35％至约75％的活性材料；以体积计约0.5％至约8％的传导材料；和以体积计约0.5％至约5％的碳添加剂，其中所述活性材料、所述传导材料和所述碳添加剂与非水性电解质混合以形成所述半固体电极；设置在第二集流体上的第二电极材料；和设置在所述第一电极材料和所述第二电极材料之间的分隔体，其中所述电化学电芯在c/4的c倍率下1000次循环之后保持至少约60％的其初始放电容量。40.根据权利要求39所述的电化学电芯，其中所述电化学电芯在c/3的c倍率下1000次循环之后保持至少约70％的其初始放电容量。41.根据权利要求39所述的电化学电芯，其中所述电化学电芯在在c/3的c倍率下1000次循环之后保持至少约80％的其初始放电容量。
技术总结
本文描述的实施方案涉及具有碳添加剂的半固体电极及其制备方法。在一些实施方案中，半固体电极可包括以体积计约35％至约75％的活性材料、以体积计约0.5％至约8％的传导材料和以体积计约0.2％至约5％的碳添加剂。所述碳添加剂不同于所述传导材料。所述活性材料、所述传导材料和所述碳添加剂与非水性电解质混合以形成所述半固体电极。在一些实施方案中，所述碳添加剂包括碳纳米纤维、气相生长碳纤维(VCGF)、碳纳米管(CNT)、单壁碳纳米管(SWNT)和/或多壁碳纳米管(MWNT)。在一些实施方案中，所述半固体电极可具有小于约100kPa的屈服应力。力。力。
技术研发人员：陈君政 J
受保护的技术使用者：24M技术公司
技术研发日：2021.09.24
技术公布日：2023/7/27