[发明专利]一种快充的柔性锂离子电池及其电极的制备方法

权利要求书

1.一种快充的柔性锂离子电池，其特征在于：该电池包括柔性的正极、负极、隔膜、硅胶封装体和电解液；采用活性材料和石墨烯泡沫复合而成电池的电极，依次将正极、隔膜和负极放入厚度为1-200μm封装体中，然后在封装体中加入电解液，组装成柔性锂离子电池。

2.根据权利要求1所述的柔性锂离子电池，其特征在于：电池正极采用的活性材料为Li₂MnO₃、LiCoO₂、LiNiO₂、LiM_xCo_yNi_1-x-yO₂、LiMn₂O₄、LiNi_xMn_2-xO₄、Li₂MSiO₄、LiMPO₄、LiMPO₄F、LiMSO₄F、LiBO₃、V₂O₅、LiV₃O₈、S其中一种或几种；电池负极采用的活性材料为石墨、Li₄Ti₅O₁₂、Si、Sn、MO_x、MoS₂、SnS₂其中一种或几种；所述LiM_xCo_yNi_1-x-yO₂中：M选自Mn或Al，0＜x＜1，0＜y＜1,x+y＝1；所述LiNi_xMn_2-xO₄中：0＜x＜2；所述Li₂MSiO₄中：M选自Fe或Mn；所述LiMPO₄中：M选自Fe、V、Mn、Co或Ni；所述LiMPO₄F中：M选自Ti、Fe、Mn或Ni；所述LiMSO₄F中：M选自Fe、Mn、Mg或Ca；所述MO_x中：M选自Sn、Co、Fe、Ni、Mn、Ti、Cu、Al、Ru或Zn，0＜x＜10。

3.根据权利要求1所述的柔性锂离子电池，其特征在于：所述电极的极耳为宽度0.5~100μm的铝或铜箔。

4.根据权利要求1所述的柔性锂离子电池，其特征在于：所述隔膜为多孔质的高分子膜，为聚乙烯或聚丙烯。

5.根据权利要求1所述的柔性锂离子电池，其特征在于：所述电解液包括有机溶剂和无机盐；其中：有机溶剂为PC、EC、DMC、DEC和EMC中的一种或几种，无机盐为LiAsF₆、LiClO₄、LiPF₆和LiBF₄中的一种，无机盐浓度范围0.5-2M/L。

6.根据权利要求1-5任一所述锂离子电池其电极的制备方法，其特征在于：该电极由活性材料和石墨烯泡沫复合而成，具体是采用三维石墨烯泡沫做为集流体，通过水热或浆料灌注或浸渍过程将活性材料内嵌到三维石墨烯泡沫表面或空腔内，制成锂离子电池电极，其中活性材料质量为电极质量的5～99wt％。

7.根据权利要求6所述电极的制备方法，其特征在于：所述水热过程为：石墨烯泡沫放入到活性材料的前躯体溶液中，然后将加入石墨烯泡沫的溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中，随后在30～300℃下反应0～48小时，取出水热反应后的石墨烯泡沫，将其在惰性气氛下0~800℃煅烧0～24小时，获得锂离子电池电极。

8.根据权利要求6所述电极的制备方法，其特征在于：所述浆料灌注或浸渍过程为：将活性材料和助剂按照9:（0～1）的质量比研磨均匀，加入分散液研磨均匀制成浆料，将浆料多次滴加到石墨烯泡沫上或者将石墨烯泡沫浸没于浆料中，使活性材料均匀地内嵌在石墨烯泡沫的三维空腔中，随后将得到的具有三维连通网络的电极材料在120℃下干燥0～24小时即可。

9.根据权利要求8所述电极的制备方法，其特征在于：所述助剂为导电炭黑、导电石墨、科琴黑、SP、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种，所述分散液为N-甲基吡咯烷酮、乙醇、乙二醇、甲醇、异丙醇和丙酮中的一种或几种，活性材料和分散液的质量比为（0.1-10）:1。