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一種鋰離子電池柔性正極、其制備方法及超柔性鋰離子全電池與流程

文檔序號:11956578閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種鋰離子電池柔性正極,其特征在于,所述的鋰離子電池柔性正極是由鋰離子電池正極材料錳酸鋰(650)和柔性骨架(150)形成的一體化獨石電極,所述獨石結(jié)構(gòu)是指電極中各種組分穿插形成一個整體結(jié)構(gòu),而非松散地、隨機的堆積狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性正極,其特征在于,所述的柔性正極中,鋰離子電池正極材料錳酸鋰(650)共形生長在柔性骨架(150)上,所述共形是指鋰離子電池正極材料錳酸鋰(650)材料形貌結(jié)構(gòu)復(fù)制了柔性骨架(150)的外表面形狀,骨架上材料厚度均勻,形成一種雙連續(xù)的網(wǎng)絡(luò),其中一個連續(xù)相是活性材料,另一個連續(xù)相是導(dǎo)電柔性骨架。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性正極,其特征在于,所述的鋰離子電池正極材料錳酸鋰(650)采用電沉積和熔鹽鋰化兩步法制備而成,所謂柔性骨架(150)選自柔性碳材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性正極,其特征在于,所述的柔性碳材料為碳納米紙、碳納米管、巴基紙、碳纖維、碳氈、碳布或碳化的纖維布。

5.如權(quán)利要求1-4任意一項所述的柔性正極的制備方法,其特征在于,包括如下兩步:

1)選擇一種柔性骨架,采用電鍍方式在柔性骨架上沉積氫氧化氧錳材料;

2)將電沉積的氫氧化氧錳材料在低熔點的含有鋰鹽的熔鹽中鋰化處理,形成了共形生長在柔性骨架上的鋰離子電池正極材料錳酸鋰。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述的步驟1)的具體過程如下:選擇工作電極(100),將工作電極(100)和對電極(200)插入到含有二價錳離子的電鍍液(300)中,電鍍過程選用參比電極(350),或者只用含有工作電極(100)和對電極(200)的兩電極體系進行電沉積,電鍍方法采用恒電流、恒電壓、循環(huán)伏安或者脈沖恒電流恒電壓方式,沉積完成之后,取出工作電極(100),沖洗電極表面除去可溶性鹽后干燥。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述的步驟2)的具體過程如下:

1)將一定比例的鋰鹽混合研磨,放入坩堝(400)中加熱到180~300 °C,直至完全融化,然后將干燥后的待鋰化的工作電極(100)在完全浸沒在熔鹽(500)中進行鋰化;

2)鋰化處理完成之后,將鋰化的工作電極取出,用去離子水清洗,干燥備用,所得為柔性正極(600)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方法,其特征在于,所述的工作電極(100)選自柔性碳材料;所述的對電極(200)為導(dǎo)電材料,選自金屬、石墨板或者碳材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述的碳材料為碳納米紙、碳納米管、巴基紙、碳纖維、碳氈、碳布或碳化的纖維布。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法,其特征在于,所述的電鍍液(300)中包括含0.01~3M二價錳離子化合物,還包括添加劑硫酸鈉、乙酸鈉、乙酸銨中的一種或幾種。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法,其特征在于,所述的熔鹽包括硝酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰中的一種或幾種。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法,其特征在于,所述的熔鹽包括硝酸鋰和氫氧化鋰,所述的硝酸鋰和氫氧化鋰質(zhì)量比為4:(1.7?4),其中水分含量在0~20wt%。

13.含有如權(quán)利要求1-4任意一項所述柔性正極的超柔性鋰離子全電池,其特征在于,包括密封柔性封裝袋、設(shè)在密封柔性封裝袋內(nèi)部的組件,所述的組件由中間的多孔電池隔膜、設(shè)在多孔電池隔膜一側(cè)柔性正極、設(shè)在多孔電池隔膜另外一側(cè)的柔性碳納米管負極或者石墨化的碳纖維負極層疊組成,所述的柔性封裝袋和組件之間設(shè)有電解液。

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