專利名稱：鋰離子電池的電極及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池的電極及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的鋰離子電池的電極的制作工藝是通過(guò)粘合劑將電極材料涂覆在金屬箔片上并成形獲得。該工藝的缺點(diǎn)是(1)由于在涂覆工藝中使用較多的粘合劑，造成部分電極材料不能充分利用，無(wú)法獲得高面密度的電極復(fù)合材料；(2)電極活性材料和集流體之間的結(jié)合力相對(duì)較差，容易產(chǎn)生電極剝落現(xiàn)象，致使其機(jī)械可靠性的降低，同時(shí)使電極復(fù)合材料的彎曲率受到限制。相應(yīng)的體現(xiàn)在電池產(chǎn)品的性能上，會(huì)造成電池產(chǎn)品的電容量降低、內(nèi)阻增大、使用壽命變短、加工工藝復(fù)雜及成本增加，限制了鋰電池的廣泛應(yīng)用。通常，正/負(fù)電極活性物質(zhì)由金屬箔如不銹鋼、鋁、銅等作為集流體，在循環(huán)過(guò)程中，電極材料隨著鋰離子的嵌入及脫嵌，存在體積的膨脹與收縮，如Si02的體積變化高達(dá) 400%，由此產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力使電極材料在循環(huán)過(guò)程中逐漸變化，引起電極與集流體的開(kāi)裂與剝落，活性物質(zhì)之間電接觸喪失，內(nèi)阻增大，表現(xiàn)出較差的充放電循環(huán)性能。而為了避免這個(gè)技術(shù)問(wèn)題，傳統(tǒng)的電極復(fù)合材料需要制作的相對(duì)較薄，使電極材料的面密度較小。然而，后續(xù)的電池組裝加工中為了得到相應(yīng)的容量及能量密度，則需要采用較厚的涂層及大量的多片層疊形式，當(dāng)涂層厚度較大時(shí)，電極的加工性能變差，這種多層的累積在性能上相應(yīng)的也會(huì)造成電池內(nèi)阻增大和循環(huán)穩(wěn)定性能下降。同時(shí)，制作成本也很高。傳統(tǒng)技術(shù)不同階段工藝要求的相互制約，造成了傳統(tǒng)技術(shù)中的電池的內(nèi)阻、壽命以及能量密度和容量等參數(shù)無(wú)法得到實(shí)質(zhì)的改善。另外，傳統(tǒng)技術(shù)直接涂覆于集流體箔片上的復(fù)合電極材料的機(jī)械性能也受到了限制。由于較厚涂層的存在使電極活性材料出現(xiàn)折斷現(xiàn)象，致使其與集流體相互分離。即使采用傳統(tǒng)技術(shù)中較薄的電極復(fù)合材料，在實(shí)際的加工和制造工序中也無(wú)法實(shí)現(xiàn)較小的曲率變化。因此電池產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和外形也受到了限制，特別是對(duì)于卷曲型電池。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要提供一種鋰離子電池的電極，能提高電極材料的利用率。一種鋰離子電池的電極，其包括集流體，具有多滲孔的可電傳導(dǎo)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；電極材料，填充在所述集流體的多滲孔內(nèi)；及多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠層，包覆在所述含電極材料的集流體上。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電極材料為鋰離子化合物，所述鋰離子化合物選自以下物質(zhì)中的至少一種:Li3V2 (PO4) 3、LiFeMP04、LiMnO2 及 LiFePO4，其中 LiFeMPO4 中，M = Ni、 Co、Mn、Mg、Ca、Cr、V 或 Sr。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電極材料選自碳、娃、SiO2、氮化物、Sn02、Sb2O3及 Li4Ti5O12中的至少一種。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述集流體為多滲孔的孔隙率為20% 95%的多滲孔金屬泡沫。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電極材料上包裹有碳化介質(zhì)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠為聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯，聚氧乙烯、聚丙烯酸甲酯或以丙烯酸酯為基礎(chǔ)的膠狀聚合物。另外還提供了一種鋰離子電池的電極的制備方法，包括以下步驟使用有機(jī)粘合劑將混合有導(dǎo)電添加劑的鋰離子電池的電極材料漿料制作成電極漿料；提供作集流體的具有多滲孔的可電傳導(dǎo)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；將電極漿料填充入上述集流體之內(nèi)；干燥上述含電極漿料的集流體，并去除其溶劑；在含所述電極材料的集流體上浸涂一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠并在干燥環(huán)境下除其溶劑，使所述含電極材料的集流體上包覆有一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠，得到含所述電極材料、集流體和多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠的電極復(fù)合材料。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括以下步驟壓制干燥后的含電極漿料的集流體至一定厚度。在其中一個(gè)實(shí)施例中，在集流體上浸涂一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠之前進(jìn)行以下步驟在惰性氣體或氮?dú)獾臍夥障蚂褵畛湓谒黾黧w內(nèi)的電極材料，以獲得包裹所述電極材料的碳化介質(zhì)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電極材料為鋰離子化合物，所述鋰離子化合物選自以下物質(zhì)中的至少一種:Li3V2 (PO4) 3、LiFeMP04、LiMnO2 及 LiFePO4，其中 LiFeMPO4 中，M = Ni、 Co、Mn、Mg、Ca、Cr、V 或 Sr。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電極材料選自碳、娃、SiO2、氮化物、Sn02、Sb2O3及 Li4Ti5O12中的至少一種。上述鋰離子電池的電極及制備方法中，集流體通過(guò)其多滲孔骨架與電極材料實(shí)現(xiàn)立體網(wǎng)狀結(jié)合，故能提高電極材料的利用率，并獲得較高的鋰離子的密度；另外，由于含電極材料的集流體上包覆有多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠層，使得電極在用于制造電池時(shí)，不但能夠與其他電極之間形成無(wú)介面接觸，以降低電池阻抗；同時(shí)多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠層又能防止集流體中的電極材料中的游離介質(zhì)逸出集流體。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施方式的鋰離子電池的電極包括集流體及電極材料。集流體為具有多滲孔的可電傳導(dǎo)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通常用采用多滲孔的孔隙率范圍在20% 95 %的多滲孔金屬泡沫,多滲孔金屬泡沫的材質(zhì)一般為招、銅、鎳、銀、金或者它們的合金，或者不銹鋼等材料。電極材料系填充在所述集流體的多滲孔內(nèi)，與集流體形成立體網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。集流體上還包裹有多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠層，使得電極在用于制造電池時(shí)，不但能夠與其他電極之間形成無(wú)介面接觸，以降低電池阻抗；同時(shí)多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠層又能防止集
4流體中的電極材料中的游離介質(zhì)逸出集流體。進(jìn)一步地，電極材料與集流體之間還設(shè)有包裹電極材料的碳化介質(zhì)，使電極材料與集流體能夠更加緊密的結(jié)合。利用上述構(gòu)思，可以制得可以作為鋰離子電池的正極或負(fù)極使用的鋰離子電池的電極。作為正極使用時(shí)，電極材料為鋰離子化合物，且鋰離子化合物選自以下物質(zhì)中的至少一種=Li3V2(PO4)3> LiFeMPO4, LiMnO2 及 LiFePO4,其中 LiFeMPO4 中，M = Ni、Co、Mn、Mg、Ca、 Cr、V或Sr。作為負(fù)極使用時(shí)，電極材料選自碳、硅、SiO2、氮化物、Sn02、Sb2O3及Li4Ti5O12中的至少一種，其中碳材料不僅包括石墨(天然的或人工合成的)，還包括石墨碳纖維，中間相碳微球、硬碳、甚至碳納米管。本實(shí)施方式的鋰離子電池的電極通常制成厚度均勻的片狀，其厚度為100微米 100厘米，以方便后續(xù)的計(jì)量、安裝以及對(duì)不同類型電池的進(jìn)一步制造。如此，在片狀的鋰離子電池的電極表面上進(jìn)一步涂上一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠，使含電極材料的集流體上包覆有一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠，使得電極在用于制造電池時(shí)，不但能夠與其他電極之間形成無(wú)介面接觸，以降低電池阻抗；同時(shí)多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠層又能防止集流體中的電極材料中的游離介質(zhì)逸出集流體。多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠為聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯，聚氧乙烯、聚丙烯酸甲酯或以丙烯酸酯為基礎(chǔ)的膠狀聚合物，粘度一般為O. IPa · S IOPa · S，厚度為O. I微米 10微米。本實(shí)施方式的鋰離子電池的電極的制備方法，包括以下步驟使用有機(jī)粘合劑將混合有導(dǎo)電添加劑的鋰離子電池的電極材料漿料制作成電極漿料；提供作集流體的具有多滲孔的可電傳導(dǎo)的立體結(jié)構(gòu)；將電極漿料填充入上述集流體之內(nèi)；干燥上述含電極漿料的集流體，并去除其溶劑；在含電極材料的集流體上浸涂一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠并在干燥環(huán)境下除其溶劑，使含電極材料的集流體上包覆有一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠，得到含電極材料、集流體和多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠的電極復(fù)合材料。利用上述方法可以制得一種最基本的鋰離子電池的電極。為了取得更好的應(yīng)用效果，上述制備方法還可以包括以下步驟采用壓延設(shè)備壓制干燥后的含電極漿料的集流體至一定厚度；在向含電極材料的集流體上浸涂一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠之前，先在惰性氣體或氮?dú)獾臍夥障蚂褵畛湓诩黧w內(nèi)的電極材料， 以獲得包裹電極材料的碳化介質(zhì)。如前所述，集流體通常用采用多滲孔的孔隙率范圍在20% 95%的多滲孔金屬泡沫，多滲孔金屬泡沫的材質(zhì)一般為鋁、銅、鎳、銀、金或者它們的合金，或者不銹鋼等材料。含電極漿料的集流體的干燥溫度為100°C 120°C，干燥時(shí)間為I 12小時(shí)。有機(jī)粘合劑是用于非水性電解液電池中的粘合劑，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、羧甲基纖維素鈉、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、三元乙丙橡膠、丁苯橡膠或者聚氯酯。電傳導(dǎo)添加劑可以為碳黑、乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電碳或氣相成長(zhǎng)碳纖維?；旌嫌袑?dǎo)電添加劑的鋰離子電池的電極材料漿料一般使用N-甲基吡咯烷酮作為溶劑。本實(shí)施方式中，使用壓延設(shè)備將干燥后的材料壓至厚度為100微米 100厘米的片狀，以便后續(xù)在上面涂多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠及后續(xù)的電池加工制造工藝。本實(shí)施方式對(duì)電極材料進(jìn)行煅燒的過(guò)程，是在惰性氣體或氮?dú)庵羞M(jìn)行，煅燒溫度為500°C 1200°C，煅燒時(shí)間為2 8小時(shí)。本實(shí)施方式中，多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠為聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯，聚氧乙烯、聚丙烯酸甲酯或以丙烯酸酯為基礎(chǔ)的膠狀聚合物，粘度選取O. IPa · S IOPa · S，涂層厚度為O. I微米 10微米。多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠的干燥溫度為100°C 120°C，干燥時(shí)間為I 10小時(shí)。前文已述，可以制得可以作為鋰離子電池的正極或負(fù)極使用的鋰離子電池的電極，作為正極或負(fù)極使用時(shí)的電極材料不同，不再贅述。下文結(jié)合具體實(shí)例，說(shuō)明如何利用上述制備方法分別制備作為鋰離子電池的正極或負(fù)極使用的鋰離子電池的電極。以下結(jié)合具體實(shí)施例，首先說(shuō)明作為鋰離子電池的正極使用的鋰離子電池的電極的制備方法。實(shí)施例I，其工藝步驟如下步驟I :正電極漿料的制作程序按以下步驟操作將7克粘合劑聚偏二氟乙烯加入到180克N-甲基吡咯烷酮(NMP)中使其充分?jǐn)嚢枞芙庑纬赡z狀溶液，將140克LiFePO4和
2.8克導(dǎo)電碳Super-P充分混合加入到上述膠狀液體中，用攪拌機(jī)攪拌均勻制成膏狀的正極衆(zhòng)料。步驟2 :采用90%的多滲孔泡沫鋁作為集流體。采用刮漿法將得到的正極材料漿料從多滲孔泡沫鋁兩側(cè)填充到集流體上。步驟3 :將含電極漿料的集流體放入110°C真空烘箱內(nèi)保溫4小時(shí)除去溶劑NMP， 制得干燥的正極材料活性物質(zhì)。步驟4:將干燥后的電極材料使用壓延器使其更致密，所需厚度根據(jù)電池尺寸來(lái)定，一般其厚度其中包括集流體在內(nèi)，大約是500微米。步驟5 :將壓鑄后的電極在氮?dú)庵徐褵?00°C煅燒填充在多滲孔鋁內(nèi)的 LiFePO4等正極材料活性物質(zhì)2小時(shí)，經(jīng)過(guò)冷卻到室溫，電極從爐取出，獲得在所述正極材料和所述集流體間的碳化介質(zhì)。步驟6 :在含所述電極材料和碳化介質(zhì)的集流體上浸涂一層粘度為IPa · S的多孔性聚偏二氟乙烯導(dǎo)電膠，使含電極材料和碳化介質(zhì)的集流體上包覆有一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠，將其在100°c真空烘箱中保溫2小時(shí)去除其溶劑，得到含所述電極材料、碳化介質(zhì)、集流體和多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠的正極復(fù)合材料。按上述的技術(shù)方案制得的正電極極片面比容量大約為40mAh/cm2，這個(gè)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)的 12mAh/cm2。實(shí)施例2，具體工藝基本同實(shí)施例1，區(qū)別如下步驟I中正電極漿料的制作程序按以下步驟操作將7克粘合劑聚偏二氟乙烯加入到180克NMP中使其充分?jǐn)嚢枞芙庑纬赡z狀溶液。按Li Fe摩爾比為I : 2稱取總量為180克的Li2CO3與FePO4,與2. 5克導(dǎo)電碳Super-P使用IPA作為分散劑，研磨4小時(shí)，充分混合后干燥、研磨。將處理后的上述混合物加入到上述膠狀液體中，攪拌均勻制成膏狀的漿料。步驟5中將壓鑄后的電極在氮?dú)庵徐褵?50°C煅燒填充在多滲孔泡沫鋁內(nèi)的 Li2CO3與FePO4等復(fù)合材料混合物3小時(shí)，經(jīng)過(guò)冷卻到室溫，電極從爐取出，獲得在所述正極材料LiFePO4及所述正極材料與所述集流體間的碳化介質(zhì)。
實(shí)施例3，具體工藝基本同實(shí)施例1，區(qū)別如下步驟I中正電極漿料的制作程序按以下步驟操作將7克粘合劑聚偏二氟乙烯加入到180克NMP中使其充分?jǐn)嚢枞芙庑纬赡z狀溶液。按Li : Mn : C摩爾比為I : 2 : I 稱取總量為180克的Li2C03、MnO2和葡萄糖，與2. 5克導(dǎo)電碳Super-P混合研磨4小時(shí)，充分混勻后干燥、研磨。將處理后的上述混合物加入到上述膠狀液體中，攪拌均勻制成膏狀的正極漿料。步驟5中將壓鑄后的電極在氮?dú)庵徐褵?50°C煅燒填充在多滲孔泡沫鋁內(nèi)的 Li2C03、Mn02、葡萄糖等正極材料混合物2小時(shí)，后在以750°C煅燒2小時(shí)。經(jīng)過(guò)冷卻到室溫， 電極從爐取出，獲得在所述正極材料層狀LiMnO2及所述正極材料與所述集流體間的碳化介質(zhì)。以下結(jié)合具體實(shí)施例，說(shuō)明作為鋰離子電池的負(fù)極使用的鋰離子電池的電極的制備方法。實(shí)施例4，其工藝步驟如下步驟I :負(fù)電極漿料的制作程序按以下步驟操作將7克粘合劑聚偏二氟乙烯加入到180克NMP中使其充分?jǐn)嚢枞芙庑纬赡z狀溶液，將70克Li4Ti5O12和I. 4克導(dǎo)電碳Super-P 充分混合加入到上述膠狀液體中，用攪拌機(jī)攪拌均勻制成膏狀的負(fù)極漿料。步驟2 :采用90%的多滲孔泡沫銅作為集流體。采用刮漿法將得到的負(fù)極材料漿料從多滲孔泡沫銅兩側(cè)填充到集流體上。步驟3 :將含電極漿料的集流體放入110°C烘箱內(nèi)保溫4小時(shí)除去溶劑NMP，制得干燥的負(fù)極材料活性物質(zhì)混合物。步驟4:將干燥后的電極材料使用壓延器使其更致密，所需厚度根據(jù)電池尺寸來(lái)定，一般其厚度其中包括集流體在內(nèi)，大約是200微米。步驟5 :將壓鑄后的電極在氮?dú)庵徐褵?，?50°C煅燒填充在多滲孔泡沫銅內(nèi)的 Li4Ti5O12等負(fù)極材料活性物質(zhì)混合物3小時(shí)，經(jīng)過(guò)冷卻到室溫，電極從爐取出，獲得在所述負(fù)極材料和所述集流體間的碳化介質(zhì)。步驟6 :在含所述電極材料和碳化介質(zhì)的集流體上浸涂一層粘度為IPa · S的多孔性聚偏二氟乙烯導(dǎo)電膠，使含電極材料和碳化介質(zhì)的集流體上包覆有一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠。將其在100°c烘箱中保溫2小時(shí)去除其溶劑得到含所述電極材料、碳化介質(zhì)、集流體和多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠的負(fù)極復(fù)合材料。按上述的技術(shù)方案制得的負(fù)電極極片面比容量大約為44mAh/cm2，這個(gè)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)的 13. 2mAh/cm2。實(shí)施例5，具體工藝基本同實(shí)施例4，區(qū)別如下步驟I中負(fù)電極漿料的制作程序按以下步驟操作將7克粘合劑聚偏二氟乙烯膠加入到180克NMP中使其充分?jǐn)嚢枞芙庑纬赡z狀溶液，稱取60克納米SiO2和10克碳納米管，與I. 4克導(dǎo)電碳Super-P充分混合加入到上述膠狀液體中，用攪拌機(jī)攪拌均勻制成膏狀的負(fù)極漿料。實(shí)施例6，具體工藝基本同實(shí)施例4，區(qū)別如下步驟I中負(fù)電極漿料的制作程序按以下步驟操作將7克粘合劑聚偏二氟乙烯膠加入到180克NMP中使其充分?jǐn)嚢枞芙庑纬赡z狀溶液。按Li Ti摩爾比為4 5稱取總量為110克的Li2CO3與TiO2,與I. 8克導(dǎo)電碳Super-P使用無(wú)水乙醇作為分散劑，研磨4小時(shí)，充分混合后干燥、研磨。將處理后的上述混合物加入到上述膠狀液體中，攪拌均勻制成膏狀的負(fù)極漿料。步驟5中將壓鑄后的電極在氮?dú)庵徐褵?，?00°C煅燒填充在多滲孔泡沫銅內(nèi)的 Li2CO3與TiO2等負(fù)極材料混合物4小時(shí)，經(jīng)過(guò)冷卻到室溫，電極從爐取出，獲得在所述負(fù)極材料Li4Ti5O12以及所述負(fù)極材料與所述集流體間的碳化介質(zhì)。本實(shí)施方式的電極復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)可以適用于正負(fù)極材料，具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)本實(shí)施方式中的集流體通過(guò)其多滲孔骨架與電極材料實(shí)現(xiàn)立體網(wǎng)狀結(jié)合，提高電極材料的利用率，并獲得較高的面密度的電極。并且在熱燒結(jié)過(guò)程中，本實(shí)施方式中所具有的碳化介質(zhì)與電極材料和集流體之間呈納米級(jí)的距離關(guān)系，在納米范圍內(nèi)，三者得到了充分的接觸，有效的緩解電極材料由于充放電過(guò)程中的體積效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力作用， 增強(qiáng)電極材料與集流體之間的穩(wěn)定性，提高體系的循環(huán)穩(wěn)定性。(2)采用了本實(shí)施方式的壓鑄工藝技術(shù)，制得的電極復(fù)合材料可以被制成多種厚度的片材形狀。具有較大的電池容量、同時(shí)具備較好的機(jī)械性能，特別是抗彎曲的特性，因此其厚度不僅可以滿足現(xiàn)有技術(shù)中較厚應(yīng)用場(chǎng)合的要求，還能提高容量電池的極片要求。(3)與電極活性材料直接涂覆于集流體箔片上的復(fù)合電極相比，本實(shí)施方式中的電極活性物質(zhì)與集流體的立體網(wǎng)狀結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在納米范圍的優(yōu)越電傳導(dǎo)性，提供了更穩(wěn)定的界面，有效地減緩了電極材料的剝離現(xiàn)象，保證了電池在充放電循環(huán)過(guò)程中內(nèi)阻的實(shí)質(zhì)性降低，避免了因此造成的電池性能下降現(xiàn)象，電池性能和壽命都得到了良好的保證，由此方法制作的電池成本會(huì)大大降低。(4)由于含電極材料的集流體上包覆有多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠層，使得電極在用于制造電池時(shí)，不但能夠與其他電極之間形成無(wú)介面接觸，以降低電池阻抗；同時(shí)多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠層又能防止集流體中的電極材料中的游離介質(zhì)逸出集流體。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池的電極，其特征在于，包括集流體，具有多滲孔的可電傳導(dǎo)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；電極材料，填充在所述集流體的多滲孔內(nèi) '及多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠層，包覆在所述含電極材料的集流體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池的電極，其特征在于，所述電極材料為鋰離子化合物，所述鋰離子化合物選自以下物質(zhì)中的至少一種Li3V2(P04)3、LiFeMPO4, LiMnO2及 LiFePO4,其中 LiFeMPO4 中，M = Ni、Co、Mn、Mg、Ca、Cr、V 或 Sr。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池的電極，其特征在于，所述電極材料選自碳、硅、 SiO2、氮化物、SnO2, Sb2O3及Li4Ti5O12中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的鋰離子電池的電極，其特征在于，所述集流體為多滲孔的孔隙率為20% 95%的多滲孔金屬泡沫。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池的電極，其特征在于，所述電極材料上包裹有碳化介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池的電極，其特征在于，所述多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠為聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯，聚氧乙烯、聚丙烯酸甲酯或以丙烯酸酯為基礎(chǔ)的膠狀聚合物。
7.—種鋰離子電池的電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟使用有機(jī)粘合劑將混合有導(dǎo)電添加劑的鋰離子電池的電極材料漿料制作成電極漿料；提供作集流體的具有多滲孔的可電傳導(dǎo)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；將電極漿料填充入上述集流體之內(nèi)；干燥上述含電極漿料的集流體，并去除其溶劑；在含所述電極材料的集流體上浸涂一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠并在干燥環(huán)境下除其溶劑，使所述含電極材料的集流體上包覆有一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠，得到含所述電極材料、集流體和多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠的電極復(fù)合材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池的電極的制備方法，其特征在于，還包括以下步驟壓制干燥后的含電極漿料的集流體至一定厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池的電極的制備方法，其特征在于，在集流體上浸涂一層多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠之前進(jìn)行以下步驟在惰性氣體或氮?dú)獾臍夥障蚂褵畛湓谒黾黧w內(nèi)的電極材料，以獲得包裹所述電極材料的碳化介質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池的電極的制備方法，其特征在于，所述電極材料為鋰離子化合物，所述鋰離子化合物選自以下物質(zhì)中的至少一種 Li3V2 (PO4) 3> LiFeMPO4, LiMnO2 及 LiFePO4,其中 LiFeMPO4 中，M = Ni、Co、Mn、Mg、Ca、Cr、V 或Sr。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池的電極的制備方法，其特征在于， 所述電極材料選自碳、娃、SiO2、氮化物、SnO2> Sb2O3及Li4Ti5O12中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池的電極，包括集流體，具有多滲孔的可電傳導(dǎo)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；電極材料，填充在所述集流體的多滲孔內(nèi)；及多孔性離子導(dǎo)電聚合物膠層，包覆在所述含電極材料的集流體上。上述鋰離子電池的電極中，集流體通過(guò)其多滲孔骨架與電極材料實(shí)現(xiàn)立體網(wǎng)狀結(jié)合，故能提高電極材料的利用率，并獲得較高的電極面密度和較低的電極阻抗。此外，還提供了一種鋰離子電池的電極的制備方法。
文檔編號(hào)H01M4/139GK102610831SQ20121008224
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者黃碧英 申請(qǐng)人:龍能科技(蘇州)有限公司