[发明专利]导电粘结剂的制备及在电池电极中的应用

权利要求书

1.一种导电粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取0.15～0.9g吡咯，室温下溶解于50mL的二甲基亚砜中，超声振动分散5分钟后得到吡咯溶液；取2～10g的β-环糊精，溶解于40mL二甲基亚砜中后，加至吡咯溶液中；超声振动分散30分钟，使吡咯分子进入环糊精空腔；真空干燥后，得到吡咯环糊精包合物；

(2)取吡咯环糊精包合物2～5g，加至30mL的二甲基亚砜中；取0.2～2mL质量浓度10wt％的双氧水，加入70mL的二甲基亚砜中，然后将双氧水的二甲基亚砜混合液滴加至吡咯环糊精包合物的二甲基亚砜溶液中；超声振动分散30分钟后，相邻吡咯环糊精包合物中的吡咯发生聚合，形成贯穿环糊精空腔的线性聚吡咯；加热蒸发掉二甲基亚砜，得到聚吡咯环糊精包合物导电粘结剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在，所述超声振动的频率为40kHz。

3.利用权利要求1所述方法制备得到的导电粘结剂制备电极的方法，其特征在于，包括以下步骤：按质量比70～90∶5～20∶5～10取电极材料、乙炔黑和导电粘结剂，研磨混合均匀后，加入作为分散剂的去离子水，调制成糊状；涂敷到集电极上阴干后，在100℃温度和100Kg cm^-2压力下压制成型，得到电极。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电极是下述任意一种：锂离子电池中的负极，其集电极为铜膜；锂离子电池中的正极，其集电极为铝膜；燃料电池中的阳极，其集电极为亲水碳纸；燃料电池中的阴极，其集电极为疏水碳纸；超级电容的正极或负极，其集电极为不锈钢薄膜。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电极材料是下述的任意一种：锂离子电池中的负极材料：石墨、纳米硅、钛酸锂或碳包覆锡；锂离子电池中的正极材料：钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元正极材料；燃料电池的阳极催化剂或阴极催化剂：碳载贵金属或催化剂、多孔碳载贵金属或非贵金属催化剂；超级电容器的正负极材料：纳米碳管、石墨烯、微孔碳，或碳材料担载过渡金属氧化物。

6.一种质子交换膜燃料电池，是以纯氢为燃料，空气或纯氧为氧化剂，质子交换膜为电解质，铂碳为阴极和阳极催化剂；其特征在于，该燃料电池的阴极和阳极以权利要求1所述方法制备得到的聚吡咯环糊精包合物作为粘结剂。

7.一种锂离子电池，其正极材料和负极材料分别相向设置在隔膜两侧，形成三明治结构，电解液内置在三明治结构中；石墨为负极材料、含锂过渡金属氧化物为正极材料、微孔聚丙烯为隔膜；其特征在于，该锂离子电池的阴极和阳极以权利要求1所述方法制备得到的聚吡咯环糊精包合物作为粘结剂。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解液以LiClO₄为溶质，二氧戊环和乙二醇甲醚的混合物为溶剂，且二氧戊环和乙二醇甲醚的体积比为1∶1，一升电解液中含1摩尔LiClO₄。

9.一种超级电容，其正负极材料分别相向设置在隔膜两侧，形成三明治结构，电解液内置在三明治结构中；多孔碳为正负极材料、微孔聚丙烯为隔膜；其特征在于，该超级电容的正极和负极以权利要求1所述方法制备得到的聚吡咯环糊精包合物作为粘结剂。

10.根据权利要求9所述的超级电容，其特征在于，所述电解液以Li[CF₃SO₂)₂N]为溶质，二氧戊环和乙二醇甲醚的混合物为溶剂，二氧戊环和乙二醇甲醚的体积比为1∶1，一升电解液中含一摩尔LiTFSI。