[发明专利]一种对称聚合物基电极锂离子全电池的制备方法

权利要求书

1.一种对称聚合物基电极锂离子全电池的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1.制备醌式多羰基聚酰亚胺正负极材料；

步骤2.制备正负电极片：

(2.1)将正、负极材料分别与导电剂和粘结剂混合研磨均匀，滴加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，研磨搅拌成稳定的浆料；

(2.2)将所述正极浆料和负极浆料分别均匀地涂覆在集流体涂碳铝箔上作为正极，涂覆在涂碳铜箔上作为负极，涂覆完成后真空干燥并用辊压机压实电极材料和集流体；

(2.3)将制得的工作极片经压片、切割，分别得到正极片和负极片；

步骤3.组装半电池：

在惰性气体氛围中进行半电池组装，将所述正极片和负极片与电解液、隔膜和封装材料按顺序组装成以锂片作为对电极的半电池；

步骤4.根据步骤3组装所得半电池，按照一致的测试条件分别将材料作为正、负极进行电化学性能测试，获得半电池的参数；

步骤5.根据步骤4所得结果，按照极片单位面积活性物质质量进行对称聚合物基锂离子全电池正、负极容量匹配，为保证锂离子传输效率，以较低电流密度下的最大比容量作为匹配依据；

步骤6.组装全电池：

在惰性气体氛围中进行电池组装，根据步骤5所得结果，将极片单位面积活性物质质量匹配合适的正极片和负极片与电解液、隔膜和封装材料按顺序组成所述对称聚合物基电极锂离子全电池，同时保证电解液浸润隔膜和正负极极片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1制备醌式多羰基聚酰亚胺正负极材料的方法如下：将多羰基酸酐和二胺基蒽醌溶于N-甲基-2-吡咯烷酮中，采用热胺法合成，制备所述醌式多羰基聚酰亚胺正负极材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中醌式多羰基聚酰亚胺正负极材料为醌式多羰基聚酰亚胺碳基复合材料，其制备方法为，以碳纳米管、碳纳米纤维或氧化石墨烯中一种作为成核基底，将多羰基酸酐和二胺基蒽醌溶于N-甲基-2-吡咯烷酮中，采用热胺法合成，即得所述醌式多羰基聚酰亚胺碳基复合材料。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述醌式多羰基聚酰亚胺正负极材料的制备方法中，多羰基酸酐选自均苯四甲酸酐、1,4,5,8-萘四甲酸酐、3,4,9,10-四羧酸酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐或3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐中的一种。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述醌式多羰基聚酰亚胺正负极材料的制备方法中，二胺为2,6-二氨基蒽醌。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤2中制备醌式多羰基聚酰亚正负极材料的方法如下：

(1)将二氨基蒽醌溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮中，并搅拌5分钟后，加入多羰基酸酐，在氮气保护下，将反应体系的温度升至180℃，并从第一滴液体开始计时以控制反应时间；

(2)获得PAA中间产物后，将其在氩气保护下以5℃/min的加热速率加热至350℃持续8小时，得到醌式多羰基聚萘酰亚胺。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤2中制备醌式多羰基聚酰亚碳基复合材料的方法如下：

(1)将碳纳米管、碳纳米纤维或氧化石墨烯中一种作为成核基底分散于NMP溶剂中；

(2)将二氨基蒽醌溶解在NMP/CNT悬浮液中，并搅拌5分钟后，加入多羰基酸酐，在氮气保护下，将反应体系的温度升至180℃，并从第一滴液体开始计时以控制反应时间；

(3)获得PAA/CNT中间产物后，将其在氩气保护下以5℃/min的加热速率加热至350℃持续8小时，得到醌式多羰基聚酰亚胺碳纳米管复合材料。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电解液由锂盐和有机溶剂组成，其中锂盐为六氟磷酸锂，有机溶剂为EC和DMC的混合溶液。