CN108400308A - 一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法 - Google Patents
一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108400308A CN108400308A CN201810182559.9A CN201810182559A CN108400308A CN 108400308 A CN108400308 A CN 108400308A CN 201810182559 A CN201810182559 A CN 201810182559A CN 108400308 A CN108400308 A CN 108400308A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode material
- conducting polymer
- battery
- lithium
- stiu coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 30
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 21
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 16
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 16
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 14
- -1 sodium hexafluoro phosphate ethylene carbonate ester Chemical class 0.000 claims description 14
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- RCEAADKTGXTDOA-UHFFFAOYSA-N OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[Na] Chemical group OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[Na] RCEAADKTGXTDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 7
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 241001597008 Nomeidae Species 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 229910052493 LiFePO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002097 Lithium manganese(III,IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 3
- ZVKRVGZVXQYLPZ-UHFFFAOYSA-N [Li].[V].P(O)(O)(O)=O Chemical compound [Li].[V].P(O)(O)(O)=O ZVKRVGZVXQYLPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VGYDTVNNDKLMHX-UHFFFAOYSA-N lithium;manganese;nickel;oxocobalt Chemical compound [Li].[Mn].[Ni].[Co]=O VGYDTVNNDKLMHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQFYGYJPBUKISI-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [K+].[O-][V](=O)=O BQFYGYJPBUKISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 3
- CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N sodium metavanadate Chemical compound [Na+].[O-][V](=O)=O CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000007980 azole derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 150000003233 pyrroles Chemical class 0.000 claims description 2
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 claims 1
- PNGLEYLFMHGIQO-UHFFFAOYSA-M sodium;3-(n-ethyl-3-methoxyanilino)-2-hydroxypropane-1-sulfonate;dihydrate Chemical compound O.O.[Na+].[O-]S(=O)(=O)CC(O)CN(CC)C1=CC=CC(OC)=C1 PNGLEYLFMHGIQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- AISMNBXOJRHCIA-UHFFFAOYSA-N trimethylazanium;bromide Chemical compound Br.CN(C)C AISMNBXOJRHCIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 4-[1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-(4-hydroxy-3-prop-2-enylphenyl)propan-2-yl]-2-prop-2-enylphenol Chemical group C1=C(CC=C)C(O)=CC=C1C(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)C1=CC=C(O)C(CC=C)=C1 QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 12
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 12
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 12
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 10
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 6
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 6
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- UIDWHMKSOZZDAV-UHFFFAOYSA-N lithium tin Chemical compound [Li].[Sn] UIDWHMKSOZZDAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电极材料的制备方法，具体涉及一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法，属于电化学技术领域。本发明首先通过将粉末状的电池材料与碳一起机械混合球磨，之后压片，并作为正极材料组装成电池，充电到3‑4.2V，然后将充电后的电极材料取出并置于含有导电高分子的单体和表面活性剂的水溶液中浸泡，将浸泡后的电极材料取出洗净，干燥，既得所述的一种原位包覆导电高分子的电极材料，该电极材料可应用于锂、钠离子电池，并且电池容量得到很大的提高，制备方法简便易操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种电极材料的制备方法，具体涉及一种原位包覆导电高分子提 高电极容量的方法，属于电化学技术领域。
技术背景
随着能源问题与环境问题日趋严重，高效率、低成本及环境友好型的可再生 能源转换及存储系统的研究已成为科研热点。电化学储能技术是一种利用电化学 反应来实现化学能和电能相互转换的储能方式，其中电池是各种高性能储能器件 的前沿技术。目前应用很广泛的有锂-硫，锂-锡，锂和钠离子电池。电极材料的 性能是影响电池性能的主要因素，因此对电极材料的充放电性能也提出了较高的 要求，目前大量的研究在电极材料表面包覆导电高分子来提高电极材料的容量。 导电高分子拥有较高的电导率，有利于锂离子和电子的传输，环境稳定性好，单 体成本低等优点，被大量应用在一种包覆材料包覆在电极材料的表面来增强电极 材料的导电性和容量。如中国专利公开号CN 103078094A,公开日为2013年5月1 日，发明名称为“锡颗粒-聚吡喏核壳纳米复合的制备方法及应用”。采用化学 原位聚合的方法用过硫酸铵作为氧化剂在锡颗粒的外表面包覆一层聚吡喏，有效 的阻止了锡颗粒的团聚，改善了其电循环性能，但化学聚合法制得的产物纯度不 高，产物的表面有团聚的导电高分子颗粒。如中国专利公开号CN 102249238 B, 公开日为2012年11月14日，发明名称为“一种硅纳米线-导电高分子复合物及其 制备方法与应用”。采用循环伏安法，使导电高分子单体在所述的硅纳米线阵列 表面进行电化学聚合反应，得到硅纳米线-导电高分子复合物，制得的电极材料 电子传输性能得到了提高，扩展了其在电学方面的应用。但此法制得的导电高分 子复合物无法进行后加工和改性。如中国专利公开号CN106684331A,公开日为 2017年5月17日，发明名称为“一种棒状二氧化锰/聚苯胺复合材料及其制备方法 和应用”。采用化学氧化法，过硫酸铵作为氧化剂，聚苯乙烯磺酸作为有机质子 酸，在棒状的二氧化锰表面包覆一层聚苯胺，该材料作为电极材料时充放电稳定 性好，电池能量储存快，电极导电性高，能极大的提高电池的循环稳定性和倍率 性能。此法中二氧化锰既作为模板剂也为聚苯胺合成的引发剂(氧化剂)，但此 方法不能应用于大部分的被包覆导电高分子的电极材料。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种原位包覆导电高分子 提高电极容量的方法。
本发明的一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法，将粉末状的电池材 料与碳一起机械混合球磨，之后压片，并作为正极材料组装成电池，充电到3-4.2 V，然后将充电后的正极材料取出并置于含有导电高分子的单体和表面活性剂的 水溶液中浸泡，将浸泡后的电极材料取出洗净，干燥，既得所述的一种原位包覆 导电高分子的电极材料，制备方法按以下步骤进行：
a将粉末状的电池材料与碳以20:1～8:1的质量比一起机械混合球磨2-20h， 之后压片，其中片的厚度为0.1-0.2cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂、钠为负极，分别以1mol/L 的六氟磷酸锂、六氟磷酸钠的碳酸乙烯酯溶液为电解液，充电到3-4.2V；
c将经步骤b充电到3-4.2V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料， 将其置于导电高分子的单体和表面活性剂的水溶液中浸泡1-24h，其中充电后的 电极材料与溶液中所含有导电高分子单体质量比为1:10-1:100，之后取出在 60-120℃下干燥，既得原位包覆导电高分子的电极材料。
所述的电极材料为硫或硒或钴酸锂或钒酸锂或磷酸铁锂或锂镍钴锰氧或钒 酸钠或锰酸锂或镍酸锂或磷酸钒锂或钒酸铁或钒酸钾或钒酸铵或五氧化二钒中 的一种。
所述的电池为锂、钠离子电池中的一种。
所述的含有导电高分子的单体和表面活性剂的水溶液由导电高分子的单体 和表面活性剂组成；所述的导电高分子溶液中含导电高分子单体浓度为0.01-0.5 mol/L,含表面活性剂浓度0.001-0.05mol/L；所述的导电高分子为吡咯或苯胺或 噻吩或吡咯衍生物或苯胺衍生物或噻吩衍生物中的一种；所述的表面活性剂为十 二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵中的一种。
由于采用了以上技术方案，本发明的一种原位包覆导电高分子提高电极容量 的方法，是指将粉末状的电池材料与碳一起机械混合球磨，之后压片，制备方 法简便易操作。将电极材料组装成电池，再充电到3-4.2V，之后置于高分子溶 液中，不用添加辅助的氧化剂，高分子聚合物就能包覆在电极材料上，而且导 电高分子拥有较高的电导率，有利于锂离子和电子的传输，环境稳定性好，单 体成本低，包覆了导电高分子的电极材料导电性高，储存容量，循环稳定性和 倍率性能都得到提高。该制备方法简单易操作，成本较低，具有很好的应用前 景。
具体实施方式
下面实施例对本发明做进一步详细描述
实施例1
a将1g粉末状的钴酸锂与0.05g乙炔黑一起机械混合球磨2h，之后压片， 其中片的厚度为0.1cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂为负极，以1mol/L的六氟 磷酸锂的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成锂离子电池，充电到3V；
c将经步骤b充电到3V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g，将 其置于10g含0.01mol的吡喏单体和0.001mol的十二烷基硫酸钠的水溶液中浸 泡1h，之后取出在60℃下干燥，既得原位包覆聚吡喏的电极材料。
实施例2
a将1g粉末状的钒酸锂与0.125g碳一起机械混合球磨20h，之后压片，其 中片的厚度为0.2cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属钠为负极，以1mol/L的六氟 磷酸钠的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成钠离子电池，充电到4.2V；
c将经步骤b充电到4.2V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g， 将其置于100g含0.5mol的苯胺单体和0.05mol的十二烷基苯磺酸钠的水溶液 中浸泡24h，之后取出在120℃下干燥，既得原位包覆聚苯胺的电极材料。
实施例3
a将1g粉末状的磷酸铁锂与0.1g碳一起机械混合球磨10h，之后压片，其 中片的厚度为0.15cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂为负极，以1mol/L的六氟 磷酸锂的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成锂离子电池，充电到4V；
c将经步骤b充电到4V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g，将 其置于50g含0.1mol的噻吩单体和0.01mol的十六烷基三甲基溴化铵的水溶液 中浸泡10h，之后取出在80℃下干燥，既得原位包覆聚噻吩的电极材料。
实施例4
a将1g粉末状的五氧化二钒与0.05g乙炔黑一起机械混合球磨2h，之后压 片，其中片的厚度为0.1cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属钠为负极，以1mol/L的六氟 磷酸钠的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成钠离子电池，充电到3V；
c将经步骤b充电到3V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g，将 其置于10g含0.01mol的吡喏衍生物单体和0.001mol的十二烷基硫酸钠的水溶 液中浸泡1h，之后取出在60℃下干燥，既得原位包覆聚吡喏的电极材料。
实施例5
a将1g粉末状的锂镍钴锰氧与0.125g碳一起机械混合球磨20h，之后压片， 其中片的厚度为0.2cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂为负极，以1mol/L的六氟 磷酸锂的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成锂离子电池，充电到4.2V；
c将经步骤b充电到4.2V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g， 将其置于100g含0.5mol的苯胺衍生物单体和0.05mol的十二烷基苯磺酸钠的 水溶液中浸泡24h，之后取出在120℃下干燥，既得原位包覆聚苯胺的电极材料。
实施例6
a将1g粉末状的钒酸钠与0.1g碳一起机械混合球磨10h，之后压片，其中 片的厚度为0.15cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂为负极，以1mol/L的六氟 磷酸锂的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成锂离子电池，充电到4V；
c将经步骤b充电到4V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g，将 其置于50g含0.1mol的噻吩衍生物单体和0.01mol的十六烷基三甲基溴化铵的 水溶液中浸泡10h，之后取出在80℃下干燥，既得原位包覆聚噻吩的电极材料。
实施例7
a将1g粉末状的锰酸锂与0.05g乙炔黑一起机械混合球磨2h，之后压片， 其中片的厚度为0.1cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属钠为负极，以1mol/L的钠盐 的碳酸酯溶液为电解液，组装成钠离子电池，充电到3V；
c将经步骤b充电到3V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g，将 其置于10g含0.01mol的吡喏衍生物单体和0.001mol的十二烷基硫酸钠的水溶 液中浸泡1h，之后取出在60℃下干燥，既得原位包覆聚吡喏的电极材料。
实施例8
a将1g粉末状的镍酸锂与0.125g碳一起机械混合球磨20h，之后压片，其 中片的厚度为0.2cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂为负极，以1mol/L的六氟 磷酸锂的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成锂离子电池，充电到4.2V；
c将经步骤b充电到4.2V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g， 将其置于100g含0.5mol的苯胺衍生物单体和0.05mol的十二烷基苯磺酸钠的 水溶液中浸泡24h，之后取出在120℃下干燥，既得原位包覆聚苯胺的电极材料。
实施例9
a将1g粉末状的磷酸钒锂与0.1g碳一起机械混合球磨10h，之后压片，其 中片的厚度为0.15cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂为负极，以1mol/L的六氟 磷酸锂的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成锂离子电池，充电到4V；
c将经步骤b充电到4V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g，将 其置于50g含0.1mol的噻吩衍生物单体和0.01mol的十六烷基三甲基溴化铵的 水溶液中浸泡10h，之后取出在80℃下干燥，既得原位包覆聚噻吩的电极材料。
实施例10
a将1g粉末状的钒酸铁与0.05g乙炔黑一起机械混合球磨2h，之后压片， 其中片的厚度为0.1cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属钠为负极，以1mol/L的六氟 磷酸钠的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成钠离子电池，组装成钠离子电池，充 电到3V；
c将经步骤b充电到3V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g，将 其置于10g含0.01mol的吡喏衍生物单体和0.001mol的十二烷基硫酸钠的水溶 液中浸泡1h，之后取出在60℃下干燥，既得原位包覆聚吡喏的电极材料。
实施例11
a将1g粉末状的钒酸钾与0.05g乙炔黑一起机械混合球磨2h，之后压片， 其中片的厚度为0.1cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属钠为负极，以1mol/L的六氟 磷酸钠的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成钠离子电池，充电到3V；
c将经步骤b充电到3V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g，将 其置于50g含0.01mol的吡喏衍生物单体和0.001mol的十二烷基硫酸钠的水溶 液中浸泡1h，之后取出在60℃下干燥，既得原位包覆聚吡喏的电极材料。
实施例12
a将1g粉末状的钒酸铵与0.1g碳一起机械混合球磨10h，之后压片，其中 片的厚度为0.15cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂为负极，以1mol/L的六氟 磷酸锂的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成锂离子电池，充电到4V；
c将经步骤b充电到4V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g，将 其置于100g含0.1mol的噻吩衍生物单体和0.01mol的十六烷基三甲基溴化铵 的水溶液中浸泡10h，之后取出在80℃下干燥，既得原位包覆聚噻吩的电极材料。
实施例13
a将1g粉末状的硫与0.05g乙炔黑一起机械混合球磨2h，之后压片，其中 片的厚度为0.1cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂为负极，以1mol/L的锂盐 的碳酸酯溶液为电解液，组装成锂离子电池，充电到3V；
c将经步骤b充电到3V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g，将 其置于10g含0.01mol的吡喏单体和0.001mol的十二烷基硫酸钠的水溶液中浸 泡1h，之后取出在60℃下干燥，既得原位包覆聚吡喏的电极材料。
实施例14
a将1g粉末状的硒与0.125g碳一起机械混合球磨20h，之后压片，其中片 的厚度为0.2cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属钠为负极，以1mol/L的六氟 磷酸钠的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成钠离子电池，充电到4.2V；
c将经步骤b充电到4.2V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料1g， 将其置于50g含0.5mol的苯胺单体和0.05mol的十二烷基苯磺酸钠的水溶液中 浸泡24h，之后取出在120℃下干燥，既得原位包覆聚苯胺的电极材料。
Claims (4)
1.一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法，其特征在于：将粉末状的电池材料与乙炔黑一起机械混合球磨，之后压片，并作为正极材料组装成电池，充电到到3-4.2V，然后将充电后的电极材料取出并置于含有导电高分子的单体和表面活性剂的水溶液中浸泡，将浸泡后的电极材料取出洗净，干燥，既得所述的一种原位包覆导电高分子的电极材料，制备方法按以下步骤进行：
a将粉末状的电池材料与碳以20:1～8:1的质量比一起机械混合球磨2-20h，之后压片，其中片的厚度为0.1-0.2cm；
b将步骤a中压好的片作为正极材料，组装成电池，充电到3-4.2V；
c将经步骤b充电到3-4.2V的电池拆开，取出步骤b中制得的电极材料，将其置于导电高分子的单体和表面活性剂的水溶液中浸泡1-24h，其中充电后的电极材料与溶液中所含有导电高分子单体质量比为1:10-1:100，之后取出在60-120℃下干燥，既得原位包覆导电高分子的电极材料。
2.如权利要求1所述的一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法，其特征在于，所述的电极材料为硫或硒或钴酸锂或钒酸锂或磷酸铁锂或锂镍钴锰氧或钒酸钠或锰酸锂或镍酸锂或磷酸钒锂或钒酸铁或钒酸钾或钒酸铵或五氧化二钒中的一种。
3.如权利要求1所述的一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法，其特征在于，所述的电池为锂、钠离子电池中的一种，分别以金属锂、钠为负极，分别以1mol/L的六氟磷酸锂、六氟磷酸钠的碳酸乙烯酯溶液为电解液。
4.如权利要求1所述的一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法，其特征在于，所述的含有导电高分子的单体和表面活性剂的水溶液由导电高分子的单体和表面活性剂组成；所述的导电高分子溶液中含导电高分子单体浓度为0.01-0.5mol/L，含表面活性剂浓度0.001-0.05mol/L；所述的导电高分子为吡咯或苯胺或噻吩或吡咯衍生物或苯胺衍生物或噻吩衍生物中的一种；所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810182559.9A CN108400308B (zh) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | 一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810182559.9A CN108400308B (zh) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | 一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108400308A true CN108400308A (zh) | 2018-08-14 |
| CN108400308B CN108400308B (zh) | 2021-08-17 |
Family
ID=63091930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810182559.9A Active CN108400308B (zh) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | 一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108400308B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112421017A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-26 | 湘潭大学 | 一种无粘结剂水系锌离子电池正极复合材料的制备方法 |
| CN113611842A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-05 | 安徽师范大学 | 原位生长聚苯胺阵列的钒酸铁@聚苯胺纳米带核壳结构材料、制备方法及其应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102249238A (zh) * | 2011-02-22 | 2011-11-23 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种硅纳米线-导电高分子复合物及其制备方法与应用 |
| CN103078094A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-05-01 | 天津大学 | 锡颗粒-聚吡咯核壳纳米复合材料的制备方法和应用 |
| CN103928714A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 南京安普瑞斯有限公司 | 锂离子电池极组中原位聚合导电聚苯胺的方法 |
| CN105409034A (zh) * | 2013-05-15 | 2016-03-16 | 三井造船株式会社 | 二次电池用正极材料、二次电池用正极材料的生产方法及二次电池 |
| CN106410165A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-15 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种电化学原位聚合包覆再生镍钴锰三元电池电极的方法 |
| US20170098856A1 (en) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | Aruna Zhamu | Process for producing lithium batteries having an ultra-high energy density |
-
2018
- 2018-03-06 CN CN201810182559.9A patent/CN108400308B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102249238A (zh) * | 2011-02-22 | 2011-11-23 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种硅纳米线-导电高分子复合物及其制备方法与应用 |
| CN103078094A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-05-01 | 天津大学 | 锡颗粒-聚吡咯核壳纳米复合材料的制备方法和应用 |
| CN105409034A (zh) * | 2013-05-15 | 2016-03-16 | 三井造船株式会社 | 二次电池用正极材料、二次电池用正极材料的生产方法及二次电池 |
| CN103928714A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 南京安普瑞斯有限公司 | 锂离子电池极组中原位聚合导电聚苯胺的方法 |
| US20170098856A1 (en) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | Aruna Zhamu | Process for producing lithium batteries having an ultra-high energy density |
| CN106410165A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-15 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种电化学原位聚合包覆再生镍钴锰三元电池电极的方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112421017A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-26 | 湘潭大学 | 一种无粘结剂水系锌离子电池正极复合材料的制备方法 |
| CN112421017B (zh) * | 2020-10-29 | 2022-02-18 | 湘潭大学 | 一种无粘结剂水系锌离子电池正极复合材料的制备方法 |
| CN113611842A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-05 | 安徽师范大学 | 原位生长聚苯胺阵列的钒酸铁@聚苯胺纳米带核壳结构材料、制备方法及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108400308B (zh) | 2021-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103700808B (zh) | 一种锂离子电池复合负极极片、制备方法及锂离子电池 | |
| CN105655565B (zh) | 一种钠离子电池复合正极材料及其制备方法 | |
| CN105047932B (zh) | 一种水系锂离子电池用醌类化合物负极材料及水系锂离子电池 | |
| CN101719545B (zh) | 一种锂硫电池正极复合材料及其制备方法 | |
| CN102024996B (zh) | 一种高性能可充镁电池及其制备方法 | |
| CN102751501B (zh) | 一种三苯胺衍生物聚合物作为锂离子电池正极材料的应用 | |
| CN108390033A (zh) | 一种制备钠离子电池负极材料碳包覆锑纳米管材料的制备方法及其应用 | |
| CN103199224B (zh) | 一种锂硫电池正极材料的制备方法及其使用方法 | |
| CN106803574B (zh) | 锂离子电池正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN105514378A (zh) | 一种仿细胞结构锂硫电池正极复合材料及其制备方法 | |
| CN104900862A (zh) | 对称钠离子二次电池的p2相层状电极材料及制备方法 | |
| CN109437123A (zh) | 硒参杂的二硫化亚铁碳包覆复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN107275590A (zh) | 一种多孔硅碳复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN104466134A (zh) | 自支撑石墨烯/碳纳米管杂化物泡沫负载氨基蒽醌类聚合物的制备方法 | |
| CN101740754A (zh) | 一种锂单质硫二次电池用复合正极材料的制备方法 | |
| CN101261899A (zh) | 一种高工作电压超级电容器及其制造方法 | |
| CN108922788A (zh) | 一种PEDOT@Na3(VOPO4)2F复合材料、其制备方法及其应用 | |
| CN114883559A (zh) | 一种萘醌-喹喔啉有机电极材料及其在水系锌离子电池中的应用 | |
| CN109671946A (zh) | 锌离子电池正极活性材料、正极材料、锌离子电池正极、锌离子电池及其制备方法和应用 | |
| CN107331830B (zh) | 一种锂硫电池的复合正极及其制备方法 | |
| CN103871754A (zh) | 聚吡咯/MnO2复合物修饰三维石墨烯复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN108400308A (zh) | 一种原位包覆导电高分子提高电极容量的方法 | |
| CN104577196B (zh) | 高电压钠‑氟化碳二次电池 | |
| CN114300669A (zh) | 一种可充电水系锌锰电池及其组装方法 | |
| CN102299367B (zh) | 一种钛酸锂与镍钴锰酸锂体系锂离子电池及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |