本發(fā)明屬于導(dǎo)電粘接劑及電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種由生物質(zhì)單體聚合形成的水系導(dǎo)電粘結(jié)體系，以及應(yīng)用該生物質(zhì)單體原位聚合所形成導(dǎo)電粘結(jié)劑的化學(xué)電源。

背景技術(shù)：

化學(xué)電源作為一種能量密度高，成本低的儲(chǔ)能體系，已經(jīng)為人類(lèi)服務(wù)了百年之久，當(dāng)前普及的鋰離子電池就是化學(xué)電源的一種。未來(lái)，隨著電動(dòng)汽車(chē)的推廣和可再生風(fēng)電能源的發(fā)展，作為其首選的儲(chǔ)能電池，化學(xué)電源的應(yīng)用規(guī)模將會(huì)進(jìn)一步提高。

一個(gè)典型的化學(xué)電源結(jié)構(gòu)是由正極、負(fù)極、電解液和隔膜組成。正負(fù)極包含了電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。其中，粘結(jié)劑的主要功能是把電極活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑等粉體粘結(jié)在一起，并粘結(jié)在電極集流體上。目前，鋰離子電池中最為常用的粘結(jié)劑是工業(yè)合成的聚偏氟乙烯(pvdf)。在該粘結(jié)劑的使用過(guò)程中，需要用昂貴的有機(jī)溶劑n-羥甲基吡咯烷酮(nmp)溶解pvdf粉末。隨后，在電極制備過(guò)程中，大量的nmp溶劑需要揮發(fā)出來(lái)，因此，對(duì)環(huán)境造成極大的污染并且危害人的身體健康。雖然nmp具有一定的回收價(jià)值，但是技術(shù)上難以操作，進(jìn)一步增加了化學(xué)電源的制造成本。另外，由于pvdf是一種絕緣的合成高分子材料，為了改善電極的電子導(dǎo)電性，需要添加一定量的導(dǎo)電劑在電極內(nèi)。這些非電化學(xué)活性物質(zhì)在電極內(nèi)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高，降低了電極極片的能量密度。因此，推進(jìn)化學(xué)電源電極制備方法的更新，一直是亟待需要改進(jìn)的技術(shù)難題。

在現(xiàn)有的專(zhuān)利中，已經(jīng)出現(xiàn)替代pvdf的粘結(jié)劑和新的電極漿料制備工藝。一些水系粘結(jié)劑試圖解決pvdf和nmp體系的高成本和污染問(wèn)題，例如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)(cn102934268a、cn104882612a、cn104293239a和cn104789160a)。然而，上述的這些粘結(jié)劑是一種多組分的混合粘結(jié)體系，制備起來(lái)復(fù)雜，所占的電極內(nèi)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于10％，加之需要導(dǎo)電添加劑來(lái)改善電極的導(dǎo)電性，進(jìn)一步降低了電極的能量密度。雖然中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)cn10486187a和cn104752729a提及了導(dǎo)電粘結(jié)劑的概念，公布了具有電子導(dǎo)電性粘結(jié)劑的配方，但所述的粘結(jié)劑仍舊包含傳統(tǒng)粘結(jié)劑和導(dǎo)電添加劑，屬于混合摻雜改性的方法，并且所獲得的粘結(jié)劑仍舊需要適當(dāng)?shù)娜軇┤芙?，和膏攪拌時(shí)間較長(zhǎng)，并沒(méi)有突破原有的鋰離子電極制備工藝，原有電極制備效率低下的問(wèn)題并沒(méi)有得到解決。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)cn101278423a提出了采用單體聚合粘結(jié)活性物質(zhì)，但是使用的單體材料為有毒或昂貴的材料，溶劑體系仍主要為有機(jī)體系，這些因素都不利于環(huán)境保護(hù)和成本控制。因此，現(xiàn)有的電極制備方法及其粘結(jié)體系仍是難于兼具水系、導(dǎo)電、高粘彈性的這三個(gè)要素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決當(dāng)前化學(xué)電源極片制備過(guò)程中，所使用的粘結(jié)劑pvdf成本貴，有機(jī)溶劑nmp污染環(huán)境，需要使用大量導(dǎo)電添加劑，電極漿料混合時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，提供一種生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系及應(yīng)用該體系的化學(xué)電源。生物質(zhì)是指利用大氣、水、土地等通過(guò)光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體，生物質(zhì)材料及其衍生物具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、環(huán)境友好的特點(diǎn)。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)不懈努力發(fā)現(xiàn)，采用生物質(zhì)單體材料通過(guò)催化過(guò)程、實(shí)現(xiàn)交聯(lián)聚合，所生成的樹(shù)脂聚合物具有豐富的碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，具有電子傳遞特性，同時(shí)生物質(zhì)單體是易于溶于水的，依托生物質(zhì)單體制備的導(dǎo)電粘結(jié)劑體系能夠完美地同時(shí)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電、水系可溶、高粘彈性三個(gè)目標(biāo)，在化學(xué)電源領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提供一種生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系，包含：生物質(zhì)單體材料以及催化劑，其特征在于，所述的生物質(zhì)單體材料是水系可溶性的。生物質(zhì)單體材料由天然生物質(zhì)加工而成，本發(fā)明所述的天然生物質(zhì)為常見(jiàn)生物質(zhì)，包括但不限于秸稈、木屑、稻殼、樹(shù)枝、制糖廢渣、水生植物等。

進(jìn)一步地，所述的生物質(zhì)單體材料選自具有碳碳雙鍵或含氧冠能的胺類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)或雜環(huán)化合物。優(yōu)選地，所述的胺類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)或雜環(huán)化合物包含衣康酸、氨基酸、癸二酸、丁二胺、癸二胺、糠醇、苯胺、吡咯、噻吩、2-3二氫呋喃中的一種或多種，或其水溶液。上述化合物使得生物質(zhì)水系粘接體系具有良好的導(dǎo)電性。

進(jìn)一步地，所述的催化劑是提供質(zhì)子酸的催化體系，選自甲酸、乙酸、草酸、鹽酸、硫酸或硝酸中的一種或多種。

本發(fā)明還提供一種電極液相漿料，包括電極活性物質(zhì)和適量的去離子水，還包含前述技術(shù)方案所述的生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系，液相漿料粘稠度在1-5000cps范圍內(nèi)。由于本發(fā)明提供的生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系對(duì)電極活性材料具有良好的潤(rùn)濕性，因此，電極漿料極易混合均勻，混合過(guò)程能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成。

本發(fā)明還提供一種電極，包括電極集流體，還包含前述技術(shù)方案所述電極液相漿料形成的電極膏體。將所得電極膏體涂布或者噴涂在電極集流體表面，經(jīng)加熱固化，生物質(zhì)單體材料原位交聯(lián)聚合。所生成的聚合物具有碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，形成共軛電子對(duì)體系，可以為電子傳遞提供通路。該聚合物為電極內(nèi)的導(dǎo)電粘結(jié)劑，完成電極的制備，最終實(shí)現(xiàn)電極的電化學(xué)性能和穩(wěn)定循環(huán)性能。

本發(fā)明還提供一種化學(xué)電源，包含前述技術(shù)方案所述的電極。進(jìn)一步地，所述化學(xué)電源包括鎳氫電池、鋰離子電池、超級(jí)電容器、鈉離子電池、鎂離子電池或鋁離子電池。

本發(fā)明還提供一種前述技術(shù)方案所述電極的制備方法，包括以下制備步驟：

(1)在10～50攝氏度下，將1～30％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑加入到生物質(zhì)液相單體或其水溶液中，使催化劑完全溶解其中；

(2)在上述混合溶液中，加入電極活性物質(zhì)，生物質(zhì)單體與活性物質(zhì)質(zhì)量比為1～30：100，在高速勻漿機(jī)一定的攪拌速度下混合攪拌1～60分鐘，得到均勻的電極膏體；

(3)將所得電極膏體涂布或者噴涂到電極集流體上，生物質(zhì)單體經(jīng)過(guò)加熱固化程序原位交聯(lián)聚合形成樹(shù)脂聚合物，加熱溫度為50～200攝氏度，固化時(shí)間為1～60分鐘，加熱固化結(jié)束即完成電極片制備。生物質(zhì)單體作為粘結(jié)劑的前驅(qū)體，在電極材料顆粒表面上經(jīng)過(guò)交聯(lián)聚合反應(yīng)逐步固化形成樹(shù)脂聚合物。

進(jìn)一步地，步驟(3)所述樹(shù)脂聚合物具有由碳碳雙鍵組成的π-π共軛結(jié)構(gòu)，電子導(dǎo)電率在1-10s/cm范圍內(nèi)。

進(jìn)一步地，步驟(3)所述樹(shù)脂聚合物分子量范圍為700-2000，熱穩(wěn)定溫度為0-400攝氏度。

進(jìn)一步地，步驟(2)所述的攪拌速度為100-6000轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌時(shí)間為1-30分鐘。

進(jìn)一步地，步驟(3)所述的噴涂是將電極膏體噴涂在電極集流體雙面上，噴射速率為2-1000mg/(min·m²)。噴涂過(guò)程相比于涂布過(guò)程，電極活性物質(zhì)在集流體表面分布更加均勻，電極制備效率更高。

相對(duì)于目前已公布的電極制備技術(shù)或粘結(jié)方法，生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系兼具水系安全、低廉環(huán)保、導(dǎo)電粘結(jié)、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的有益效果詳述如下：

(1)該專(zhuān)利拓展出生物質(zhì)單體材料新的應(yīng)用領(lǐng)域，有利于推進(jìn)生物質(zhì)材料的開(kāi)發(fā)和利用。例如，生物質(zhì)單體材料可以來(lái)自秸稈。目前，農(nóng)業(yè)中大量的秸稈處于無(wú)處利用的窘境，利用秸稈加工出生物質(zhì)液相單體材料，其價(jià)格和環(huán)保均具有明顯優(yōu)勢(shì)。

(2)所使用的生物質(zhì)單體是水溶性液相，避免了傳統(tǒng)粘結(jié)劑需要使用有機(jī)溶劑，極大的降低了化學(xué)電源和膏工藝的生產(chǎn)成本，保證了環(huán)境安全和人身健康。這里所述的液相單體包括衣康酸、氨基酸、癸二酸、丁二胺、癸二胺、糠醇、苯胺、吡咯、噻吩、2-3二氫呋喃等含有碳碳雙鍵的胺類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)和雜環(huán)化合物。

(3)使用生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系，其電極漿料和極片的制備過(guò)程相對(duì)于傳統(tǒng)的方法也有改進(jìn)作用，其效果在于：該液相單體與眾多電極材料具有很好的潤(rùn)濕性。優(yōu)異的潤(rùn)濕性可以提高材料和液相的混合效率，降低攪拌時(shí)間，避免添加其他的表面活性劑等材料，為快速合膏工藝提供了技術(shù)保障。相對(duì)于已公布的電極制備工藝，其僅在漿料和膏階段，就需要數(shù)小時(shí)的混合時(shí)間，生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系具有巨大的時(shí)間優(yōu)勢(shì)。

(4)依托生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系，此類(lèi)單體可以在催化劑條件下完成聚合反應(yīng)。催化溫度在0-120攝氏度范圍內(nèi)，固化時(shí)間在1-60分鐘內(nèi)，催化條件簡(jiǎn)單，將簡(jiǎn)化電極制備過(guò)程。所得漿料噴涂在電極集流體表面上，噴涂過(guò)程相比于涂布過(guò)程，電極活性物質(zhì)在集流體表面分布更加均勻，電極制備效率更高。在經(jīng)過(guò)加熱固化后，電極經(jīng)過(guò)滾壓壓實(shí)，整個(gè)化學(xué)電源從配料、和膏、噴涂到成片，不足30分鐘的制備過(guò)程，整個(gè)電極片制備和導(dǎo)電粘結(jié)劑合成同時(shí)完成。這里所述的催化劑是指可以提供質(zhì)子酸的催化體系，有機(jī)酸有甲酸、乙酸和草酸等，無(wú)機(jī)酸有鹽酸、硫酸和硝酸等。這些催化劑價(jià)格低廉且易于獲得。

(5)生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系的一大優(yōu)點(diǎn)在于，粘結(jié)劑是在電極固化過(guò)程中形成的。原位固化過(guò)程促使液相單體間相互交聯(lián)，形成一個(gè)牢固的粘結(jié)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)納米壓痕測(cè)試技術(shù)和電解液浸泡實(shí)驗(yàn)表明，所形成的原位聚合粘結(jié)劑，其機(jī)械強(qiáng)度大于現(xiàn)有的pvdf粘結(jié)體系，同時(shí)具有一定的彈性。該體系不僅提高了電極活性材料與粘結(jié)劑的結(jié)合能力，也提升了電極活性材料與集流體的結(jié)合強(qiáng)度，保證了電極活性材料及電極的循環(huán)性能。同時(shí)，原位聚合生成的聚合物粘結(jié)劑具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性：耐酸、耐堿、耐腐蝕、不溶于有機(jī)溶劑體系以及受熱分解溫度大于200℃。

(6)原位聚合生成的樹(shù)脂聚合物中含有豐富的碳碳雙鍵π-π共軛結(jié)構(gòu)，p軌道的電子云有部分的重疊，因此，該樹(shù)脂聚合物具有一定的電子傳遞能力。以該聚合物作為電極的粘結(jié)劑，將會(huì)有助于在電極內(nèi)減少導(dǎo)電添加劑的使用，或者不使用導(dǎo)電添加劑。對(duì)于磷酸鐵鋰等傳統(tǒng)電極活性物質(zhì)，電極內(nèi)的非電化學(xué)活性物質(zhì)含量降低到5wt.％以下，對(duì)于高容量的硅和硫電極材料，電極內(nèi)的非電化學(xué)活性物質(zhì)含量降低到20wt.％以下，這些數(shù)值指標(biāo)均優(yōu)于已公布的電極制備方法。減少了電極內(nèi)的非電化學(xué)活性物質(zhì)的含量，提高了電極的能量密度和功率性能，這是生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系對(duì)于化學(xué)電源的實(shí)質(zhì)貢獻(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)工藝聚偏氟乙烯粘結(jié)體系制備的磷酸亞鐵鋰電極(無(wú)導(dǎo)電添加劑)長(zhǎng)時(shí)間浸泡電解液后的圖片。

圖2為本發(fā)明提供的生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系制備的磷酸亞鐵鋰電極長(zhǎng)時(shí)間浸泡電解液后的圖片。

圖3為分別以生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系和聚偏四氟乙烯粘結(jié)體系制備的磷酸亞鐵鋰電極(無(wú)導(dǎo)電添加劑)的0.17c倍率充放電曲線(xiàn)對(duì)比圖。

圖4為以生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系制備的磷酸亞鐵鋰電極(無(wú)導(dǎo)電添加劑)的0.5c倍率充放電循環(huán)容量圖，電極負(fù)載量為51.9g/cm²。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

鋰離子電池體系。生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系及應(yīng)用該體系的鋰離子電池正極片的制備方法，按照以下步驟完成的：

1.在10～80攝氏度下，將加入5％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的草酸加入到液相的單體中，待催化劑完全溶解。

2.在上述混合溶液中，加入電極磷酸亞鐵鋰正極材料，其單體與活性物質(zhì)質(zhì)量比為20:100，經(jīng)過(guò)高速勻漿機(jī)混合攪拌5分鐘，得到均勻的電極膏體。

3.將所得電極膏體涂覆或者噴涂在電極集流體上，經(jīng)過(guò)加熱固化程序，加熱溫度為80～140攝氏度，固化時(shí)間為30分鐘，鋰離子電池電極片完成了制備。

本實(shí)施中，所生成的聚合物粘結(jié)劑在極片內(nèi)的含量被測(cè)定為3.8wt.％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

對(duì)比例1

采用聚偏氟乙烯(pvdf)粘結(jié)體系和膏，粘結(jié)劑與活性物質(zhì)的質(zhì)量配比參照實(shí)例1中的各組分質(zhì)量情況。

1.將3.8％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的pvdf粘結(jié)劑溶解在10毫升的有機(jī)溶劑n-羥甲基吡咯烷酮中，加入96.2％的磷酸亞鐵鋰材料，攪拌10小時(shí)。

2.將混合均勻的膏體涂布在金屬集流體上，真空烘干，完成磷酸亞鐵鋰電極片的制備。

通過(guò)對(duì)以上兩種粘結(jié)體系制備出的電極片工藝及過(guò)程發(fā)現(xiàn)：生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系共耗時(shí)約35分鐘，而聚偏氟乙烯粘結(jié)體系則需要十幾小時(shí)的時(shí)間。生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系用時(shí)短，操作簡(jiǎn)單。此外，相比于聚偏氟乙烯粘結(jié)體劑的有機(jī)體系，生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系更加環(huán)境友好、成本低廉。

應(yīng)用兩種粘結(jié)技術(shù)所制備出的電極片，在有機(jī)電解液中浸泡后，聚偏氟乙烯粘結(jié)體系表面效果如圖1所示，生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系表面效果如圖2所示。用生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系制備的磷酸亞鐵鋰電極片仍舊保持著很好的粘結(jié)效果，然而使用pvdf粘結(jié)體系的電極片出現(xiàn)了電極粉脫離的情況。這表明生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系與現(xiàn)有的鋰離子電池有機(jī)溶劑及電解鹽等組分互不發(fā)生反應(yīng)，熱穩(wěn)定性良好，優(yōu)于pvdf粘結(jié)體系。

在電化學(xué)測(cè)試中，如圖3所示，在未添加任何導(dǎo)電劑的情況下，生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系具有的導(dǎo)電特性，幫助磷酸亞鐵鋰電極材料發(fā)揮出正常的電化學(xué)性能。然而，由于pvdf本身就是絕緣體，在未有導(dǎo)電添加劑的情況下，電極整體的導(dǎo)電性不佳，內(nèi)阻極化大，磷酸亞鐵鋰材料無(wú)法發(fā)揮出其應(yīng)有的容量。尤其是在0.17c倍率下，其充放電容量?jī)H為本發(fā)明粘結(jié)劑的三分之一。

實(shí)施例2

鋰離子電池體系。生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系及應(yīng)用該體系的鋰離子電池正極片的制備方法，按照以下步驟完成的：

1.在10～80攝氏度下，優(yōu)選40攝氏度，將加入10％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的草酸加入到液相的單體中，待催化劑完全溶解。

2.在上述混合溶液中，加入磷酸亞鐵鋰正極材料，其單體與活性物質(zhì)質(zhì)量比為20:100，經(jīng)過(guò)高速勻漿機(jī)混合攪拌5分鐘，得到均勻的電極膏體。

3.將所得電極膏體涂覆或者噴涂在電極集流體上，經(jīng)過(guò)加熱固化程序，加熱溫度為120攝氏度，固化時(shí)間為30分鐘，鋰離子電池電極片既完成了制備。

相比于實(shí)施例1，溫度是控制催化劑溶解和催化效果的重要參數(shù)。

第一階段的催化劑溶解過(guò)程：在較低溫度下，催化劑溶解較慢，單體聚合速率也相對(duì)較慢，影響整體的制備過(guò)程。但是，在溫度較高的情況下，單體的聚合速率太快，未得單體與活性材料完全混合均勻，單體材料的聚合影響了整體的粘結(jié)性能，降低了電極的機(jī)械強(qiáng)度。因此，優(yōu)選在30-60攝氏度條件下，其中40攝氏度為最佳，溶解催化劑到液相單體中。

第二階段的熱固化過(guò)程：固化溫度大于140攝氏度，單體容易揮發(fā)，導(dǎo)致剩余粘結(jié)劑含量過(guò)低；固化溫度低于100攝氏度，降低了催化劑催化單體聚合的活性，導(dǎo)致單體固化時(shí)間較長(zhǎng)，不易控制粘結(jié)的效果。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中，采用120攝氏度固化溫度為最佳。

另外，所選溫度范圍可以控制所生成的聚合物粘結(jié)劑在極片內(nèi)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于5％，有效的提高了電極內(nèi)的活性物質(zhì)含量，提高了電極的能量密度。

采用優(yōu)化的實(shí)施2，依托生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系制備的磷酸亞鐵鋰電極片的循環(huán)特性如圖4所示，在0.5c倍率下，采用原位聚合粘結(jié)劑的磷酸亞鐵鋰電極片穩(wěn)定循環(huán)超過(guò)180圈。容量保持率為97％左右。

實(shí)施例3

鋰離子電池體系。生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系及應(yīng)用該體系的鋰離子電池正極片的制備方法，按照以下步驟完成的：

1.在20攝氏度下，將加入30％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的甲酸加入到液相的單體中，混合均勻。

2.在上述混合溶液中，加入電極鈷酸鋰正極材料，其單體與活性物質(zhì)質(zhì)量比為10:100，混合攪拌10分鐘，得到均勻的電極膏體。

3.將所得電極膏體涂覆或者噴涂在電極集流體上，經(jīng)過(guò)加熱固化程序，加熱溫度為120攝氏度，固化時(shí)間為60分鐘，鋰離子電池電極片完成了制備。

使用鈷酸鋰作為活性物質(zhì)，在不添加任何導(dǎo)電劑的情況下，電極5c倍率的比容量高于100mah/g。

實(shí)施例4

鋰離子電池體系。生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系及應(yīng)用該體系的鋰離子電池負(fù)極片的制備方法，按照以下步驟完成的：

1.在60攝氏度下，將加入1％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸加入到液相的單體中，混合均勻。

2.在上述混合溶液中，加入電極石墨負(fù)極材料，其單體與活性物質(zhì)質(zhì)量比為20:100，混合攪拌10分鐘，得到均勻的電極膏體。

3.將所得電極膏體涂覆或者噴涂在電極集流體上，經(jīng)過(guò)加熱固化程序，加熱溫度為100攝氏度，固化時(shí)間為10分鐘，鋰離子電池電極片完成了制備。

使用石墨負(fù)極作為活性物質(zhì)，在不添加任何導(dǎo)電劑的情況下，0.1c倍率的比容量高于350mah/g。

實(shí)施例5

鋰離子電池體系。生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系及應(yīng)用該體系的鋰離子電池負(fù)極片的制備方法，按照以下步驟完成的：

1.在60攝氏度下，將加入5％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸加入到液相的單體中，混合均勻。

2.在上述混合溶液中，加入電極硅粉負(fù)極材料和20％的導(dǎo)電添加劑，其單體與活性物質(zhì)質(zhì)量比為30:100，混合攪拌60分鐘，得到均勻的電極膏體。

3.將所得電極膏體涂覆或者噴涂在電極集流體上，經(jīng)過(guò)加熱固化程序，加熱溫度為80～150攝氏度，固化時(shí)間為30分鐘，鋰離子電池電極片完成了制備。

所獲得的硅電極循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000圈，容量高于1000毫安時(shí)每毫克，非活性物質(zhì)在電極內(nèi)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于30％。

實(shí)施例6

超級(jí)電容器體系。生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系及應(yīng)用該體系的電容器極片的制備方法，按照以下步驟完成的：

1.在20攝氏度下，將加入10％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的甲酸加入到液相的單體中，混合均勻。

2.在上述混合溶液中，加入電容器電極活性材料，其單體與活性物質(zhì)質(zhì)量比為30:100，混合攪拌20分鐘，得到均勻的電極膏體。

3.將所得電極膏體涂覆或者噴涂在電極集流體上，經(jīng)過(guò)加熱固化程序，加熱溫度為80攝氏度，固化時(shí)間為30分鐘，鋰離子電池電極片完成了制備。

超級(jí)電容器活性材料包括多孔碳、活性炭、炭黑、碳納米管、石墨烯等具有雙電層特性的碳材料；二氧化錳、氧化錳、氧化鎳、氫氧化鎳、氧化鈷、三氧化二鈷等具有贗電容特性的金屬氧化物；聚苯胺和聚吡咯等具有贗電容特性的有機(jī)聚合物。以上這些超級(jí)電容器均可用生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系進(jìn)行粘結(jié)，其電化學(xué)性能優(yōu)異，具體表現(xiàn)在能量密度高，功率性能好，循環(huán)壽命長(zhǎng)。

實(shí)施例7

鈉離子電池體系。具體實(shí)施方式7生物質(zhì)水系導(dǎo)電粘結(jié)體系及應(yīng)用該體系的鈉離子電池極片的制備方法，按照以下步驟完成的：

1.在30攝氏度下，將加入10％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乙酸加入到液相的單體中，待催化劑完全溶解。

2.在上述混合溶液中，加入鈉離子電池電極活性材料，其單體與活性物質(zhì)質(zhì)量比為30:80，混合攪拌10分鐘，得到均勻的電極膏體。

3.將所得電極膏體涂覆或者噴涂在電極集流體上，經(jīng)過(guò)加熱固化程序，加熱溫度為100攝氏度，固化時(shí)間為30分鐘，鋰離子電池電極片完成了制備。

鈉離子電池電極材料包括鈷酸鈉等具有脫嵌鈉離子的金屬氧化物；磷酸釩鈉和磷酸鐵鈉等具有脫嵌鈉離子的磷酸鹽；石墨烯、碳納米管和熱解碳等具有脫嵌鈉離子的碳素材料。

實(shí)施例8

該粘結(jié)劑體系應(yīng)用于鎂離子電池，其余實(shí)施條件參照實(shí)施例2～5。

實(shí)施例9

該粘結(jié)劑體系應(yīng)用于鋁離子電池，其余實(shí)施條件參照實(shí)施例2～5。