[发明专利]水系锂离子电池电极及其制备方法、水系锂离子电池

权利要求书

1.一种水系锂离子电池电极，包括

正极或负极集流体；和

正极活性材料层，其结合在所述正极集流体上；或负极活性材料层，其结合在所述负极集流体上；以及

保护层，所述保护层结合在正极活性材料层表面上和正极活性材料层中孔隙壁上或者结合在负极活性材料层表面上和负极活性材料层中孔隙壁上；其中，所述保护层所选用的材料为对电子绝缘而对锂离子导通的含锂离子聚合物。

2.如权利要求1所述的水系锂离子电池电极，其特征在于：所述含锂离子聚合物为聚丙烯酸锂、聚甲基丙烯酸锂、聚乙基丙烯酸锂、聚对乙烯基苯甲酸锂、聚对乙烯基苯乙酸锂、聚对丙烯基苯乙酸锂等中的至少一种。

3.如权利要求1或2所述的水系锂离子电池电极，其特征在于：所述保护层的厚度为100～2000nm。

4.如权利要求1或2所述的水系锂离子电池电极，其特征在于：所述正极或负极集流体为多孔集流体，所述保护层是将其浆料采用减压引流法方式涂覆在所述正极活性材料层或负极活性材料层表面上以及所述正极活性材料层或负极活性材料层中孔隙壁上，再经干燥处理形成。

5.如权利要求1或2所述的水系锂离子电池电极，其特征在于：所述正极活性材料层中的正极活性材料为LiCoO₂、LiNiO₂、LiNi_0.5Mn_1.5O₄、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiMnPO₄、LiCoPO₄和LiM_xNi_yCo_zO₂中的至少一种；其中，M选自Al、Mn、Cu、Mg、Fe中至少的一种，x+y+z=1。

6.如权利要求1或2所述的水系锂离子电池电极，其特征在于：所述负极活性材料层中的负极活性材料为可嵌锂的碳或/和非碳材料。

7.如权利要求6所述的水系锂离子电池电极，其特征在于：所述碳材料为天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球、石墨烯中的至少一种；

非碳材料为硫化物、锂金属、硅单质、硅化合物、锡单质、锡化合物、氟化物、磷酸钛锂、钛酸锂中的至少一种。

8.如权利要求1～7任一项所述的水系锂离子电池电极制备方法，包括如下步骤：

将所述对电子绝缘而对锂离子导通的含锂离子聚合物溶于溶剂中，配制成聚合物浆料；

将所述聚合物浆料涂覆在含有正极活性材料层的正电极或含有负极活性材料层的负电极上，干燥处理后形成所述保护层，得到所述水系锂离子电池电极。

9.如权利要求8所述的水系锂离子电池电极制备方法，其特征在于，在所述配制聚合物浆料的步骤中，所述含锂离子聚合物在聚合物浆料中的质量百分浓度为2%～50%。

10.如权利要求8或9所述的水系锂离子电池电极制备方法，其特征在于，在所述配制聚合物浆料的步骤中，所述溶剂为甲酮、乙酮、丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃中的至少一种。

11.如权利要求8或9所述的水系锂离子电池电极制备方法，其特征在于，在所述配制聚合物浆料的步骤中，将所述含锂离子聚合物与溶剂混合，在10～40℃下搅拌0.5～10小时，配制成聚合物浆料。

12.如权利要求8所述的水系锂离子电池电极制备方法，其特征在于，将所述聚合物浆料涂覆在含有正极活性材料层的正电极或含有负极活性材料层的负电极上的方式为液相浸渍、减压浸渍、减压引流方式中的一种或者两种以上的方法结合。

13.如权利要求12所述的水系锂离子电池电极制备方法，其特征在于，所述减压浸渍或/和减压引流的负压为10KPa～99KPa，涂覆时间为0.1～10小时。

14.如权利要求8、9、12、13任一项所述的水系锂离子电池电极制备方法，其特征在于，所述聚合物溶液涂覆在所述含有正极活性材料层的正电极或含有负极活性材料层的负电极上的量是使得所述浆料干燥处理后所形成保护层的厚度为100～2000nm。