【CN110120498A】一种石墨烯柔性电极片及其制备方法与应用【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910348693.6

(22)申请日 2019.04.26

(71)申请人 中国航发北京航空材料研究院

地址 100095 北京市海淀区北京市81号信

箱科技发展部

(72)发明人 王晨　彭思侃　燕绍九　南文争　

王楠　

(74)专利代理机构 中国航空专利中心 11008

代理人 陈宏林

(51)Int.Cl.

H01M 4/13(2010.01)

H01M 4/139(2010.01)

H01M 4/04(2006.01)

H01M 4/36(2006.01)

H01M 4/62(2006.01)

H01M 10/0525(2010.01)

(54)发明名称一种石墨烯柔性电极片及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种石墨烯柔性电极片及其制备方法与应用。所述石墨烯柔性电极片包括石墨烯复合活性材料、辅助导电剂和粘结剂，所述石墨烯复合活性材料、辅助导电剂和粘结剂的质量比为(80-97):(1.5-10):(1.5-10)；所述石墨烯复合活性材料包括质量比0.02-0.1:1的石墨烯和活性物质。制备时将膨胀石墨、分散剂和溶剂混合进行预分散，得到预分散液；预分散液与活性物质混合进行均质处理、砂磨、过筛，得到石墨烯复合活性材料分散液；石墨烯复合活性材料分散液与辅助导电剂、粘结剂混合造粒，经反复热辊压，得到所述石墨烯柔性电极片。该制备方法简单，可显著降低电极电阻，提高电极活性物

质负载量及容量利用率。权利要求书2页 说明书6页 附图3页CN 110120498 A 2019.08.13

C N 110120498

A

权　利　要　求　书1/2页CN 110120498 A

1.石墨烯柔性电极片，其特征在于：所述电极片包括石墨烯复合活性材料、辅助导电剂和粘结剂，所述石墨烯复合活性材料、辅助导电剂和粘结剂的质量比为(80-97)∶(1.5-10)∶(1.5-10)。

所述石墨烯复合活性材料中的石墨烯和活性物质的质量比为0.02-0.1:1。

2.根据权利1所述的石墨烯柔性电极片，其特征在于：所述活性物质选自氟化碳、硫、二氧化锰、磷酸铁锂、铁钴锰酸锂、镍钴锰酸锂、石墨、硅碳和钛酸锂中的一种或几种的混合物；

所述辅助导电剂选自石墨、超级导电炭黑和碳纳米管中的一种或几种的混合物；

所述粘结剂选自聚四氟乙烯或含有聚四氟乙烯的混合粘结剂。

3.根据权利要求1或2所述的石墨烯柔性电极片，其特征在于：所述电极片的厚度为20-200μm。

4.制备权利要求1所述的石墨烯柔性电极片的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)将膨胀石墨、分散剂和溶剂混合进行预分散，得到预分散液；

(2)上述预分散液与活性物质混合进行均质处理、砂磨、过筛，得到石墨烯复合活性材料分散液；

(3)上述石墨烯复合活性材料分散液与辅助导电剂、粘结剂混合造粒，经反复热辊压，得到所述石墨烯柔性电极片。

5.根据权利要求4所述的制备石墨烯柔性电极片的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述膨胀石墨、分散剂和溶剂的质量比为(1-10):(0.1-2.5):(87.5-98.9)；

所述膨胀石墨的膨胀倍率≥300；

所述分散剂为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚乙烯比咯烷酮、吐温80、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚苯乙烯丁二烯和羧甲基纤维素中的一种或几种的混合物；

所述溶剂为水、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮、乙醇和二甲基甲酰胺中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求4所述的制备石墨烯柔性电极片的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述预分散包括机械搅拌、砂磨、超声振动和均质中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的制备石墨烯柔性电极片的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述预分散液中膨胀石墨的初始质量与活性物质的质量比为(0.02-0.1)∶1；

所述均质处理的压力为10-50MPa；

所述均质处理的循环次数为3-10次；

所述砂磨的次数≤5次，所述砂磨的转速为0-2600rpm；

所述过筛为过100-500目筛。

8.根据权利要求4所述的制备石墨烯柔性电极片的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述热辊压的温度为60-160℃，所述热辊压的次数为3-5次。

9.权利要求1所述石墨烯柔性电极片的应用，其特征在于：所述石墨烯柔性电极片作为电池正极片或负极片，或用于储能器件。

10.根据权利要求9所述所述石墨烯柔性电极片的应用，其特征在于：所述储能器件为

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