[发明专利]一种基于刮涂法制备电极的干燥方法及其电极和应用

权利要求书

1.一种基于刮涂法制备电极的干燥方法，其特征在于：

在刮涂法制备电极的过程中，使用冷冻干燥法预处理刮涂于基底上的电极浆料，然后烘干干燥得薄层状多孔电极；具体制备过程如下：

（1）在溶剂中加入粘结剂，在温度为20~50 ℃下搅拌0.5~2 h，形成质量浓度为2-40%的高分子溶液；再于上述溶液中加入活性物质或活性物质和碳材料的混合物在温度为20~50℃下充分搅拌2~10 h，制备成浆料；其中固含量为5~40 wt%之间；

（2） 将步骤（1）制备的浆料倾倒在基底上，刮涂成膜后快速浸没到液氮中，至溶剂完全凝固；其中，刮涂量控制活性物质的担载量为0.5-20mg/cm²；基底为铝箔、铜箔、碳纸或碳毡的一种；

(3) 将步骤（2）得到的凝固体在-200℃~0℃的低温环境B下真空干燥6-24h，升华溶剂，制备电极；

（4）将步骤（3）制备的薄层状多孔电极于室温~100 ℃烘干2~24 h后，得到干燥的电极。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所选用的溶剂需在-200℃~0℃的低温环境B下凝固成固态，选用的溶剂为水或有机溶剂，有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺（DMF）、氮甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基乙酰胺（DMAC）、二甲亚砜（DMSO）中的一种或二种以上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

当溶剂为水时，粘结剂为LA系列、羧甲基纤维素-丁苯橡胶（CMC-SBR）、β-环糊精、聚乙烯醇中一种或二种以上；

当溶剂为有机系时，粘结剂为聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇（PEG）、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)，聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)中的一种或二种以上。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述活性物质为：

碳/硫复合物，其中硫的质量占碳/硫复合物总质量的20 wt%~80 wt%；

磷酸铁锂（LFP）、磷酸钒（LVP）中的一种或两种以上；

磷酸钒钠（NVP）、磷酸钛钠（NTP）和氟磷酸钒钠（NVPF）钠离子电池活性物质中的一种或两种以上；

Cu粉、Cu-Zn化合物的材料中的一种或两种以上；

所述碳材料为碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、BP2000、 KB600、 KB300、 XC-72、Super-P、乙炔黑、活性炭中的一种或两种以上；其中活性物质和碳材料的质量比例为2~19。

5.一种采用权利要求1-4任一所述方法所制备的电极。

6.一种如权利要求5所述电极的应用，其特征在于：所述电极应用于锂硫电池、锂离子电池、钠离子电池或二氧化碳还原。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述电极应用于锂硫电池。