CN102610786A - 一种三元复合纸电池正极的制备方法 - Google Patents

一种三元复合纸电池正极的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种三元复合纸电池正极的制备方法，其特征是按下列步骤：碳纳米管在微波炉中热处理5-10分钟时间，经化学提纯和表面修饰，然后将碳纳米管加入蒸馏水、乙醇或丙酮溶剂中，并进行分散处理，使碳纳米管均匀分散在液体中；将碳纳米管溶液、纸浆及活性材料加入分散剂后搅拌混合，再用高速剪切乳化机将碳纳米管纸浆和活性材料充分均匀分散；将分散好的碳纳米管、纸浆和活性材料溶液倒在造纸专用的丝网上，真空干燥后用液压机将纸电池正极压实，即制备成三元复合纸电池正极。本发明产品可裁剪成需要的形状和大小，或者直接制造成特定的形状和大小的纸电池正极产品。本发明使正极活性材料和集流极合为一体，简化了纸电池的制造工艺。

Description

一种三元复合纸电池正极的制备方法
技术领域
本发明属于电化学和功能材料领域，涉及碳纳米管的微波处理、表面修饰、分散以及电池活性材料等工艺技术用于制造碳纳米管/活性材料/纸三元复合纸电池正极制造方法。
背景技术    
纸电池是以纤维纸作为载体的电池，它是由特殊的墨水涂在纸上制成的电池。这里的墨水主要由纳米材料组成。墨水材料紧紧地吸附在纸上，构成了一种新的超级电池或者超级电容器。这种纸电池与传统电池相比在能源储存和充电寿命周期方面都有良好的表现，它可以剪裁、弯曲、折叠和可塑，对环境友好，而且价格便宜。它是近几年来国外开发的一种新型能源器件。目前全世界仅美国、芬兰、以色列等少数几个国家开发出纸电池。
新型纸电池的应用领域十分广泛。这种电池可用于智能卡、音乐贺卡、电子标签、电子报纸、射频识别器（RFID）、手机、手提电脑等产品。其潜在价值十分可观。
目前报导的碳纳米管导电纸制造方法主要制造方法是：用活性材料和碳纳米材料制成特殊墨水，然后涂在纸张上制成正极。
发明内容
本发明的目的是提出一种三元复合正极的制备方法。主要由碳纳米管、纸浆和电化学活性材料采用造纸工艺制备正极。
本发明是通过以下技术方案实现的。
1、碳纳米管在微波炉中热处理5-10分钟时间，经化学提纯和表面修饰，然后将碳纳米管加入蒸馏水、乙醇或丙酮溶剂中，并进行分散处理，使碳纳米管均匀分散在液体中。
2、将碳纳米管溶液、纸浆及活性材料加入分散剂后搅拌混合，再用高速剪切乳化机将碳纳米管纸浆和活性材料充分均匀分散。
所述的活性材料包括，但不限于氧化锌、钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等。
3、将分散好的碳纳米管、纸浆和活性材料溶液倒在造纸专用的丝网上，真空干燥后用液压机将纸电池正极压实，即制备成三元复合纸电池正极。
本发明产品可裁剪成需要的形状和大小，或者直接制造成特定的形状和大小的纸电池正极产品。本发明充分利用新的工艺方法制造纸电池正极。使正极活性材料和集流极合为一体，简化了纸电池的制造工艺。
本发明所述的纸电池正极的用途如下：（1）用做锌锰纸电池正极，（2）用作锂离子纸电池正极；（3）用于制造超级电容器；（4）用于制造动力电池和蓄能的正极。
附图说明
附图1为碳纳米管SEM照片。 
附图2为锰酸锂SEM照片。
附图3为本发明的纸电池正极的照片。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
本实施例分别选用南昌太阳纳米技术有限公司生产的碳纳米管为导电剂。
实施例1。
1、取1克碳纳米管在微波炉中热处理5分钟时间，经化学提纯和表面修饰，然后将碳纳米管加入500ml蒸馏水中，分别经电超声和机械超声处理1小时后，再采用高速剪切分散机分散处理，使碳纳米管均匀分散在液体中。
2、将上述碳纳米管溶液、纸浆（10克宣纸加入500ml蒸馏水中制成纸浆）和电化学活性材料（锰酸锂20克）搅拌混合，再用高速剪切乳化机充分均匀分散。
3、将分散好的碳纳米管、纸浆和活性材料溶液倒入造纸专用的丝网上，真空干燥后用液压机将纸电池正极压实，即制备成三元复合纸电池正极。
实施例2。
1、取1克碳纳米管在微波炉中热处理10分钟时间，经化学提纯和表面修饰，然后将碳纳米管加入500ml丙酮溶剂中，分别经电超声和机械超声处理1小时后，再采用高速剪切分散机分散处理，使碳纳米管均匀分散在液体中。
2、将上述碳纳米管溶液、纸浆和300克和电化学活性材料（锰酸锂20克）搅拌混合，再用高速剪切乳化机充分均匀分散。
3、将分散好的碳纳米管、纸浆和活性材料溶液倒入造纸专用的丝网上，真空干燥后用液压机将纸电池正极压实，即制备成三元复合纸电池正极。

Claims (2)

1.一种三元复合纸电池正极的制备方法，其特征是按下列步骤：
（1）碳纳米管在微波炉中热处理5-10分钟时间，经化学提纯和表面修饰，然后将碳纳米管加入蒸馏水、乙醇或丙酮溶剂中，并进行分散处理，使碳纳米管均匀分散在液体中；
（2）将碳纳米管溶液、纸浆及活性材料加入分散剂后搅拌混合，再用高速剪切乳化机将碳纳米管纸浆和活性材料充分均匀分散；
（3）将分散好的碳纳米管、纸浆和活性材料溶液倒在造纸专用的丝网上，真空干燥后用液压机将纸电池正极压实。
2.根据权利要求1所述的三元复合纸电池正极的制备方法，其特征是所述的活性材料为氧化锌、钴酸锂、锰酸锂或磷酸亚铁锂。
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