[发明专利]一种可弯折电池负极材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池材料，尤其是涉及一种可弯折电池负极材料及其制造方法。

背景技术

便携式电子仪器技术日新月异，对于轻薄电池的要求亦愈来愈高。日本早稻田大学科学家最近研发出一款轻薄如纸、可弯曲的聚合物充电池，外形恍如一块软胶片。在厚仅二百纳米、具活跃氧化还原作用的高分子薄膜内，附有一层高密度电荷载体，可大大加快电池的充电和放电效率。相对其他有机物料电池，这款「软胶电池」电率表现极高，只花一分钟就能完全充电，而且寿命很长，可充电逾一千次。研究人员利用溶液处理方法制造这种新一代电池，将可溶聚合物覆盖于一层薄膜，然后接受紫外线照射，令聚合物之间产生化学作用，把电力贮存。

日本NEC公司也已开发出可以卷起来的超薄型充电电池，这种电池不含金属，利用有机材料制成，30秒可完成充电，厚度0.3毫米，电压3.7伏。制造电池使用的原材料是一种塑料，称为“有机游离基材料”，加工成薄膜后安装上电极制成充电电池。这种电池柔韧性很强，用手可以卷成圆筒状。可广泛应用于IC卡和电子纸等薄型电子装置。新开发的电池植入IC卡成为内置电源后，可使IC卡通过无线方式向远处传递信息，将给人的生活带来很多方便，例如，只要把可作为车票使用的IC卡装入衣服口袋里，就可以在剪票口顺利通过。另外，该电池也可以作为电子纸的电源使用，使电子纸显示装置更薄更轻。

本发明的材料可以应用于可弯折电池片的负极材料，可弯折电池的正极材料根据客户需求选择。

发明内容

本发明的目的是提供一种可弯折电池负极材料及其制造方法，它能满足现有技术的上述需求。

为实现上述目的，本发明给出可弯折电池负极材料组份，组份有膨胀石墨、鳞片石墨纳米粉、纳米二硫化钼、聚异丁烯等橡胶材料，各组份材料的重量百分数范围为膨胀石墨10-30％、鳞片石墨纳米粉8-20％，纳米二硫化钼2-5％，橡胶材料45-80％。

在上述可弯折电池负极材料中，所述的膨胀石墨的粒度为30目至200目，膨胀倍数100-500倍，含碳量90％以上，含灰份少于0.1％，水份少于0.1％，含硫量300ppm以下，含铁量0.01％以下。

在上述可弯折电池负极材料中，所述的鳞片石墨纳米粉的粒度为100nm以下，含碳量90％以上，  含灰份小于0.1％，水份小于0.1％，含硫量300ppm以下，含铁量0.01％以下。

在上述可弯折电池负极材料中，所述的纳米二硫化钼D50为0.1-3微米，比表面积大于40m²/g。

在上述可弯折电池负极材料中，所述的橡胶材料为可以进行辊压和双向拉伸的所有橡胶材料，尤其是聚异丁烯。

为实现上述目的，本发明所述可弯折电池负极材料制造方法之一为，

(1)配料：按以下重量百分比称取配料，膨胀石墨10-30％、鳞片石墨纳米粉8-20％，纳米二硫化钼2-5％，橡胶材料45-80％。

(2)混合：将上述原料放入反应釜中，在150-170℃温度下进行混合1-5小时；

(3)成型：经辊压成型，辊温100-250℃，辊压时工作压力为100-300MPa；

(4)包装：采用真空包装机进行真空包装。

为实现上述目的，本发明所述可弯折电池负极材料制造方法之二为，

(1)配料：按以下重量百分比称取配料，膨胀石墨10-30％、鳞片石墨纳米粉8-20％，纳米二硫化钼2-5％，橡胶材料45-80％。

(2)混合：将上述原料放入双螺杆挤出机中加热至150-170℃混合，熔融挤出片材或厚膜，挤出时的工作压力为120-300MPa；

(3)成型：在100-150℃下，通过双向拉伸机，同时或分别在垂直的两个纵向方向和横向方向上对挤出机挤出的片材或厚膜进行拉伸，使分子链或结晶面在平行于薄膜的平面方向进行了取向而有序排列，然后在拉紧状态下热定型，使取向的大分子结构固定下来，最后经过适当的冷却或热处理制成薄膜；

(4)包装：采用真空包装机进行真空包装。

采用本发明制造方法得到的可弯折电池负极材料，其厚度为0.01～2.0mm；其导电性能为1cm²导电膜的电阻小于40欧姆，测量可从任意点进行；其导电方向平行于膜的表面(x、y轴的方向)，上下表面之间的电阻小于10欧姆。