CN105914341A - 一种铜铝电池电极及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜铝电池电极,包括电极材料、纤维网、集流体和纳米孔,集流体两侧涂覆有纤维网,纤维网外侧涂覆有电极材料,集流体上加工有贯穿集流体的纳米孔,电极材料由如下按照重量份的原料组成:铜40~60份、铝40~60份、高密度聚乙烯20~35份、高密度聚丙烯15~30份、聚乙烯醇缩丁醛5~10份、碳纳米管10~18份、烷基芳基磺酸钠2~6份、硬脂酸1~5份、导电炭黑15~30份、酚醛5~10份、黏合剂1~4份和石墨10~15份。该种铜铝电池电极的集流体上有纳米孔,使两侧容量可以相互补充,提升电池使用寿命,该种电极材料具有电阻率低、稳定性好、比表面积大等优点。

Description

一种铜铝电池电极及其加工方法
技术领域
本发明涉及电池电极领域,具体而言,涉及一种铜铝电池电极及其加工方法。
背景技术
锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜、外壳等组成。目前电池的正负极集流体分别是铝箔和铜箔,电极材料涂覆在集流体两侧。然而,集流体两侧的电极材料容量不能相互补充,造成容量损失,减短电池使用寿命,此外,现有电极材料在电阻率、稳定性、比表面积等方面存在不足。因此,设计了一种铜铝电池电极及其加工方法,以克服现有技术的不足。
发明内容
本发明目的在于解决上述问题,提供一种铜铝电池电极及其加工方法。
为实现上述目的,本发明提供了一种铜铝电池电极,包括电极材料、纤维网、集流体和纳米孔,所述集流体两侧涂覆有所述纤维网,所述纤维网外侧涂覆有所述电极材料,所述集流体上加工有贯穿集流体的所述纳米孔,所述电极材料由如下按照重量份的原料组成:铜40~60份、铝40~60份、高密度聚乙烯20~35份、高密度聚丙烯15~30份、聚乙烯醇缩丁醛5~10份、碳纳米管10~18份、烷基芳基磺酸钠2~6份、硬脂酸1~5份、导电炭黑15~30份、酚醛5~10份、黏合剂1~4份和石墨10~15份。
所述铜铝电池电极的集流体为正极集流体或负极集流体。
所述铜铝电池电极的纤维网由热塑性树脂的纤维组成。
所述铜铝电池电极的集流体孔隙率为45~60%。
所述铜铝电池电极的纳米孔直径为50~300nm。
所述铜铝电池电极由如下按照重量份的原料组成:铜42~50份、铝50~58份、高密度聚乙烯25~30份、高密度聚丙烯18~25份、聚乙烯醇缩丁醛6~9份、碳纳米管12~15份、烷基芳基磺酸钠3~5份、硬脂酸2~3.6份、导电炭黑20~28份、酚醛6~9份、黏合剂2~3.4份和石墨12~14份。
所述铜铝电池电极由如下按照重量份的原料组成:铜45份、铝52份、高密度聚乙烯28份、高密度聚丙烯21份、聚乙烯醇缩丁醛8份、碳纳米管14份、烷基芳基磺酸钠3.6份、硬脂酸2.6份、导电炭黑25份、酚醛6.9份、黏合剂2.4份和石墨12份。
所述铜铝电池电极的加工方法,由以下步骤组成:
(1)制备集流体
(I)正极集流体采用压延铝箔,在压延滚筒上增加纳米柱,使铝箔上有纳米孔。
(II)负极集流体采用电解铜箔,在铜吸附柱的滚筒上增加纳米绝缘材料,使铜箔上有纳米孔。
(2)在得到的集流体两侧分别涂覆纤维网。
(3)制备电解材料
(I)按照权利要求7中的重量份称取原料,将导电炭黑和石墨在100~120℃环境下烘干后备用。
(II)将高密度聚乙烯、高密度聚丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、烷基芳基磺酸钠和硬脂酸在搅拌机中混合均匀,得到混合物A。
(III)将铜、铝、酚醛、石墨、碳纳米管和导电炭黑进行充分混合,投入捏合机中在260~300℃下捏合10~20min,取出冷却,得到混合物B。
(IV)将黏合剂、混合物A和混合物B搅拌均匀,投入双螺杆挤出机熔融挤出,空冷造粒,得到所述电极材料。
(4)在纤维网外侧涂覆电极材料。
本发明的有益效果:该种铜铝电池电极的集流体上有纳米孔,使两侧容量可以相互补充,提升电池使用寿命,该种电极材料具有电阻率低、稳定性好、比表面积大等优点。
附图说明
图 1为本发明的截面结构示意图。
其中:1、电池电极,2、纤维网,3、集流体,4、纳米孔。
具体实施方式
如图1所示,本发明采取以下技术方案来实现:该种铜铝电池电极,包括电极材料1、纤维网2、集流体3和纳米孔4,集流体3两侧涂覆有纤维网2,纤维网2外侧涂覆有电极材料1,集流体3上加工有贯穿集流体3的纳米孔4,电极材料由如下按照重量份的原料组成:铜40~60份、铝40~60份、高密度聚乙烯20~35份、高密度聚丙烯15~30份、聚乙烯醇缩丁醛5~10份、碳纳米管10~18份、烷基芳基磺酸钠2~6份、硬脂酸1~5份、导电炭黑15~30份、酚醛5~10份、黏合剂1~4份和石墨10~15份。
作为本发明的优选方案,铜铝电池电极的集流体为正极集流体或负极集流体。
作为本发明的优选方案,铜铝电池电极的纤维网由热塑性树脂的纤维组成。
作为本发明的优选方案,铜铝电池电极的集流体孔隙率为50%。
作为本发明的优选方案,铜铝电池电极的纳米孔直径为200nm。
作为本发明的优选方案,铜铝电池电极由如下按照重量份的原料组成:铜42~50份、铝50~58份、高密度聚乙烯25~30份、高密度聚丙烯18~25份、聚乙烯醇缩丁醛6~9份、碳纳米管12~15份、烷基芳基磺酸钠3~5份、硬脂酸2~3.6份、导电炭黑20~28份、酚醛6~9份、黏合剂2~3.4份和石墨12~14份。
作为本发明的优选方案,铜铝电池电极由如下按照重量份的原料组成:铜45份、铝52份、高密度聚乙烯28份、高密度聚丙烯21份、聚乙烯醇缩丁醛8份、碳纳米管14份、烷基芳基磺酸钠3.6份、硬脂酸2.6份、导电炭黑25份、酚醛6.9份、黏合剂2.4份和石墨12份。
该种铜铝电池电极的加工方法,由以下步骤组成:
(1)制备集流体
(I)正极集流体采用压延铝箔,在压延滚筒上增加纳米柱,使铝箔上有纳米孔。
(II)负极集流体采用电解铜箔,在铜吸附柱的滚筒上增加纳米绝缘材料,使铜箔上有纳米孔。
(2)在得到的集流体两侧分别涂覆纤维网。
(3)制备电解材料
(I)按照权利要求7中的重量份称取原料,将导电炭黑和石墨在100℃环境下烘干后备用。
(II)将高密度聚乙烯、高密度聚丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、烷基芳基磺酸钠和硬脂酸在搅拌机中混合均匀,得到混合物A。
(III)将铜、铝、酚醛、石墨、碳纳米管和导电炭黑进行充分混合,投入捏合机中在260℃下捏合10min,取出冷却,得到混合物B。
(IV)将黏合剂、混合物A和混合物B搅拌均匀,投入双螺杆挤出机熔融挤出,空冷造粒,得到电极材料。
(4)在纤维网外侧涂覆电极材料。
该种铜铝电池电极的集流体上有纳米孔,使两侧容量可以相互补充,提升电池使用寿命,该种电极材料具有电阻率低、稳定性好、比表面积大等优点。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种铜铝电池电极,其特征在于:包括电极材料、纤维网、集流体和纳米孔,所述集流体两侧涂覆有所述纤维网,所述纤维网外侧涂覆有所述电极材料,所述集流体上加工有贯穿集流体的所述纳米孔,所述电极材料由如下按照重量份的原料组成:铜40~60份、铝40~60份、高密度聚乙烯20~35份、高密度聚丙烯15~30份、聚乙烯醇缩丁醛5~10份、碳纳米管10~18份、烷基芳基磺酸钠2~6份、硬脂酸1~5份、导电炭黑15~30份、酚醛5~10份、黏合剂1~4份和石墨10~15份。
2.根据权利要求1所述的铜铝电池电极,其特征在于:所述集流体为正极集流体或负极集流体。
3.根据权利要求1所述的铜铝电池电极,其特征在于:所述纤维网由热塑性树脂的纤维组成。
4.根据权利要求1所述的铜铝电池电极,其特征在于:所述集流体孔隙率为45~60%。
5.根据权利要求1所述的铜铝电池电极,其特征在于:所述纳米孔直径为50~300nm。
6.根据权利要求1所述的铜铝电池电极,其特征在于:由如下按照重量份的原料组成:铜42~50份、铝50~58份、高密度聚乙烯25~30份、高密度聚丙烯18~25份、聚乙烯醇缩丁醛6~9份、碳纳米管12~15份、烷基芳基磺酸钠3~5份、硬脂酸2~3.6份、导电炭黑20~28份、酚醛6~9份、黏合剂2~3.4份和石墨12~14份。
7.根据权利要求1所述的铜铝电池电极,其特征在于:由如下按照重量份的原料组成:铜45份、铝52份、高密度聚乙烯28份、高密度聚丙烯21份、聚乙烯醇缩丁醛8份、碳纳米管14份、烷基芳基磺酸钠3.6份、硬脂酸2.6份、导电炭黑25份、酚醛6.9份、黏合剂2.4份和石墨12份。
8.根据权利要求1所述的铜铝电池电极的加工方法,其特征在于:由以下步骤组成:
(1)制备集流体
(I)正极集流体采用压延铝箔,在压延滚筒上增加纳米柱,使铝箔上有纳米孔;
(II)负极集流体采用电解铜箔,在铜吸附柱的滚筒上增加纳米绝缘材料,使铜箔上有纳米孔;
(2)在得到的集流体两侧分别涂覆纤维网;
(3)制备电解材料
(I)按照权利要求7中的重量份称取原料,将导电炭黑和石墨在100~120℃环境下烘干后备用;
(II)将高密度聚乙烯、高密度聚丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、烷基芳基磺酸钠和硬脂酸在搅拌机中混合均匀,得到混合物A;
(III)将铜、铝、酚醛、石墨、碳纳米管和导电炭黑进行充分混合,投入捏合机中在260~300℃下捏合10~20min,取出冷却,得到混合物B;
(IV)将黏合剂、混合物A和混合物B搅拌均匀,投入双螺杆挤出机熔融挤出,空冷造粒,得到所述电极材料;
(4)在纤维网外侧涂覆电极材料。
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Denomination of invention: A copper aluminum battery electrode and its processing method

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Pledgor: Ningguo Guanning Electrical Appliance Co.,Ltd.

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