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三維多孔聚合物鋰離子電池用電極的制備及電池結構設計的制作方法

文檔序號:11136830閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種三維多孔聚合物鋰離子電池電極,其特征在于:包括多個單元,所述每個單元均包括有正極板、負極板和隔離膜,所述正極板由網狀鋁正極集流體及復合在網狀鋁正極集流體單面或雙面的正極活性物質組成,正極活性物質為鋰、鎳、鈷、錳氧化物,正極膜由正極活性物質、導電劑、添加劑及粘結劑按所需比例配制而成,所述負極板由網狀銅負極集流體及負極活性物質組成,其中網狀銅負極集流體嵌入在負極活性物質中,負極活性物質為石墨、MCMB,負極膜由負極活性物質、添加劑、粘結劑等配比而成。

2.根據權利要求1的三維多孔聚合物鋰離子電池電極,其特征在于:所述網狀鋁正極集流體和網狀銅負極集流體均為具有菱形網眼的網狀結構,網狀鋁正極集流體和網狀銅負極集流體均需經除油清洗和表面導電處理。

3.根據權利要求1的三維多孔聚合物鋰離子電池電極,其特征在于:所述正極板、隔離膜和負極板均為三維多孔結構,孔徑在0.2~10 μm之間。

4.根據權利要求3的三維多孔聚合物鋰離子電池電極,其特征在于:所述三維多孔結構是通過萃取分離技術獲得的,萃取劑采用甲醇或乙醇,萃取工藝為三級階梯萃取法,經自上而下三次萃取過程獲得三維多孔結構,萃取劑濃度為:一級溶劑室萃取劑濃度90%~93%,二級溶劑室萃取劑濃度94%~97%,三級溶劑室萃取劑濃度95%~99.5%,萃取液溫度為30~40℃,萃取室真空度~0.06Mpa,微波振動頻率為30~40HZ。

5.根據權利要求1的三維多孔聚合物鋰離子電池電極,其特征在于:所述隔離膜是通過將骨架材料、填料、增塑劑、阻燃劑、偶聯劑真空攪拌均勻后輥刮涂敷成膜,其中骨架材料采用聚偏氟乙烯、填料采用二氧化硅或三氧化二鋁、增塑劑采用鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯、偶聯劑采用乙烯基三硅烷、聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種,各組分質量百分比為:聚偏氟乙烯70%~80%、填料15%~17%、增塑劑4%~6%、偶聯劑1%~3%、阻燃劑0.01%~1%。

6.據權利要求5的三維多孔聚合物鋰離子電池電極,其特征在于:所述每個單元結構分為:負極板/隔離膜/正極板、負極板/隔離膜/正極板/隔離膜/負極板、正極板/隔離膜/負極板/隔離膜/正極板三種不同的層狀結構,每個單體電池由若干個基本模式的單元并聯組成。

7.根據權利要求5的三維多孔聚合物鋰離子電池電極,其特征在于:所述每個基本單元的兩個側面電極的活性物質經熱壓鑲嵌到集流體的單面,以減少接觸電阻,無活性物質的金屬集流體一側朝外,以利于散熱,中間電極的活性物質經熱壓鑲嵌到集流體的雙面。

8.根據權利要求5的三維多孔聚合物鋰離子電池電極,其特征在于:所述每個單元均采用疊片工藝堆疊起來,并經100~150℃、壓力0.2~0.5Mpa的高溫熱合處理或經粘結劑常溫復合處理而成為一體的電芯單元。

9.根據權利要求5的三維多孔聚合物鋰離子電池電極,其特征在于:所述1~20片單元并聯后可以制造出0.2Ah~100Ah之間任意容量的單體電池,其厚度在0.4~10mm之間。

10.根據權利要求5的三維多孔聚合物鋰離子電池電極,其特征在于:所述單元的串并聯方式可以制造功率型電池或高電壓型電池。

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