本發(fā)明涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電極制備方法。

背景技術(shù)：

超級電容器、鋰離子超級電容器，電池，燃料電池和混合能量存儲器，都需要電極。上述所有裝置中，如果電極厚度增加，則其儲能量就增加，但功率隨之降低。在所有的關(guān)鍵元件中，電極是最為重要的元件，它在決定裝置性能，可靠性或使用壽命及制造成本等方面起到關(guān)鍵作用。

能量和功率密度是能量存儲器最為重要的性能指標(biāo)。高能量密度通常需要在電極的單位面積或單位體積內(nèi)加入最大量的活性物質(zhì)。拿超級電容器為例，電極中有越多的活性炭，電容量就越大，能量密度就越高。因此，高密度的電極，即其中含有更多的活性材料的電極往往是優(yōu)選的。較高密度的電極也促進(jìn)了活性物質(zhì)顆粒之間，導(dǎo)電材料顆粒和活性物質(zhì)顆粒之間更直接更緊密的接觸，從而促進(jìn)了電極的內(nèi)部電流通行，降低電阻，提高功率密度。另一方面，非功能性的材料，如粘合劑和導(dǎo)電材料，不增加電極的任何電容或能量，使用量應(yīng)盡可能少以便降低電極成本。而且由于粘合劑是絕緣材料，其在電極中的過量使用會引起電阻增高，從而降低了功率密度。因此，提高電極密度和減少非功能性材料的使用，是提高電極的能量和功率密度，降低電極成本最為重要的途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種電極制備方法，其能夠提高電極的能量和功率密度，且制備的電極均勻，橫向拉伸力優(yōu)良。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電極的制備方法，包括如下步驟：（1）將粘結(jié)劑與溶劑混合，所述溶劑為水或水與有機(jī)溶劑的混合物；（2）將活性物質(zhì)與導(dǎo)電材料混合，形成粉末混合物；（3）將步驟（1）后得到的粘結(jié)劑分布在所述粉末混合物表面；（4）將步驟（3）得到的材料制成電極。

進(jìn)一步，所述有機(jī)溶劑為乙醇或丙酮。

進(jìn)一步，所述有機(jī)溶劑為礦物油。

進(jìn)一步，在步驟（3）得到的材料中，所述活性物質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為70-97％，所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0-10％，所述粘結(jié)劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2-20％，所述溶劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1%~30%。

進(jìn)一步，與步驟（2）中的活性物質(zhì)為100克相對應(yīng)，所述粘結(jié)劑的質(zhì)量范圍為2克~10克，所述溶劑的質(zhì)量范圍為15克~40克。

進(jìn)一步，與步驟（2）中的活性物質(zhì)為100克相對應(yīng)，在所述溶劑中，所述水的質(zhì)量范圍為0.6克~10克，所述有機(jī)溶劑的質(zhì)量范圍為10克~39.4克。進(jìn)一步，在步驟（4）中，進(jìn)一步包括如下步驟：（41）將步驟（3）制得的材料壓片或制成薄膜；（42）將得到的壓片或薄膜復(fù)合在集電體上，形成電極。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）電極密度高，使用粘合劑量少，活性物質(zhì)加入量大，顯著降低了粉末顆粒之間電流阻塞，提高能量密度，提高電極密度，由于電極密度高，活性物質(zhì)顆粒之間，導(dǎo)電材料顆粒和活性物質(zhì)顆粒之間接觸更直接更緊密，電極的內(nèi)部電流通行阻力小，所得到的能量存儲器電阻低，功率密度高。

（2）粘合劑遮蓋活性材料的表面積少，顯著增加能量存儲能力。

（3）采用水或水與有機(jī)溶劑混合物預(yù)先溶解粘結(jié)劑，并進(jìn)行360度的充分柔和和攪拌，使粘結(jié)劑分子充分離散，并均勻分布在活性分子表面，制備的電極均勻，橫向拉伸力優(yōu)良。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明提供的電極制備方法的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供了一種電極的制備方法，所述方法包括如下步驟：

步驟（1），將粘結(jié)劑與溶劑混合，所述溶劑為水或水與有機(jī)溶劑的混合物。

所述溶劑用于將所述粘結(jié)劑分散，以使所述粘結(jié)劑在后續(xù)工藝中，更易延展，粘合強(qiáng)度提高。在本具體實(shí)施方式中，所述粘結(jié)劑為聚四氟乙烯。在本發(fā)明其他具體實(shí)施方式中，所述粘結(jié)劑也可以選擇本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的粘結(jié)劑。

優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑為乙醇、丙酮或礦物油。與步驟（2）中的活性物質(zhì)為100克相對應(yīng)，所述粘結(jié)劑的質(zhì)量范圍為2克~10克，所述溶劑的質(zhì)量范圍為15克~40克。進(jìn)一步，與步驟（2）中的活性物質(zhì)為100克相對應(yīng)，在所述溶劑中，所述水的質(zhì)量范圍為0.6克~10克，所述有機(jī)溶劑的質(zhì)量范圍為10克~39.4克。所述粘結(jié)劑與溶劑采用慢速混合，以使所述粘結(jié)劑與溶劑充分接觸，實(shí)現(xiàn)360度的充分柔和。

步驟（2），將活性物質(zhì)與導(dǎo)電材料混合，形成粉末混合物。

所述活性物質(zhì)可以為現(xiàn)有的能量裝置，例如電池、電容器等，常用的電極活性物質(zhì)，例如活性炭、硬碳、二氧化錳或其他金屬氧化物，所述導(dǎo)電材料可以為石墨、炭黑、硬碳或低級活化的活性碳、金屬顆粒等。將所述活性物質(zhì)與所述導(dǎo)電材料混合，所述混合方法本文不進(jìn)行限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可采用現(xiàn)有的混合方法而將活性物質(zhì)與導(dǎo)電材料混合。

步驟（3），將步驟（1）后得到的粘結(jié)劑分布在所述粉末混合物表面。

所述粘結(jié)劑均勻分布在粉末混合物的表面，以將所述粉末混合物粘結(jié)在一起。所述粘結(jié)劑均勻分布在粉末混合物表面的過程可通過高速粉碎機(jī)，高速混合機(jī)或高速攪拌機(jī)來進(jìn)行。醫(yī)療級粉碎機(jī)是理想的完成該工藝的設(shè)備。干豆磨嘰或食品磨也是一個不錯的選擇。Warring TM 混合器或噴射磨機(jī)，水平或垂直類型，都可用于該過程。加工大量材料時，工業(yè)高速混合機(jī)最為理想。

在步驟（3）得到的材料中，所述活性物質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為70-97％，所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0-10％，所述粘結(jié)劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2-20％，所述溶劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1%~30%。

步驟（4），將步驟（3）得到的材料制成電極。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從現(xiàn)有技術(shù)中獲得制成電極的方法。

在本具體實(shí)施方式中，所述制成電極的方法包括如下步驟：

步驟（41），將步驟（3）制得的材料壓片或制成薄膜。

步驟（42），將得到的壓片或薄膜復(fù)合在集電體上，形成電極，也可以將薄膜單獨(dú)作為電極膜使用。

本發(fā)明電極制備方法將粘結(jié)劑覆蓋在活性物質(zhì)及導(dǎo)電顆粒的表面，使得電極密度高，使用粘合劑量少，活性物質(zhì)加入量大，顯著降低了粉末顆粒之間電流阻塞，提高能量密度，提高電極密度，由于電極密度高，活性物質(zhì)顆粒之間，導(dǎo)電材料顆粒和活性物質(zhì)顆粒之間接觸更直接更緊密，電極的內(nèi)部電流通行阻力小，所得到的能量存儲器電阻低，功率密度高，且粘合劑遮蓋活性材料的表面積少，顯著增加能量存儲能力。

另外，本發(fā)明電極制備方法采用水或水與有機(jī)溶劑混合物預(yù)先溶解粘結(jié)劑，更好地分散粘結(jié)劑，提高粘結(jié)劑粘性，使得制備的電極均勻，橫向拉伸力優(yōu)良。

下面列舉本發(fā)明一實(shí)施例，以說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

（1）將粘結(jié)劑聚四氟乙烯與溶劑混合，所述溶劑為水，其中，與（2）中的活性物質(zhì)為100克相對應(yīng)，所述粘結(jié)劑的質(zhì)量為10克，所述溶劑的質(zhì)量為30克，所述粘結(jié)劑與溶劑采用慢速混合，以使所述粘結(jié)劑與溶劑充分接觸，所述溶劑用于將所述粘結(jié)劑分散，以使所述粘結(jié)劑在后續(xù)工藝中，更易延展，粘合強(qiáng)度提高。在本實(shí)施例中，所溶劑為水與礦物油的混合物，其中水的質(zhì)量為10克，所述礦物油的質(zhì)量范圍為20克。

（2）將活性物質(zhì)與導(dǎo)電材料采用攪拌機(jī)混合，形成粉末混合物。所述活性物質(zhì)為活性炭或者鋰鹽，例如，磷酸鐵鋰，所述導(dǎo)電材料為石墨。

（3）將步驟（1）后得到的粘結(jié)劑分布在所述粉末混合物表面。所述粘結(jié)劑均勻分布在粉末混合物表面的過程通過高速粉碎機(jī)進(jìn)行操作。在步驟（3）得到的材料中，所述活性物質(zhì)活性炭的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為80％，所述導(dǎo)電材料石墨的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5％，所述粘結(jié)劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3％，所述溶劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為12%。

（4）將步驟（3）制得的材料壓片或制成薄膜，將得到的壓片或薄膜復(fù)合在集電體上，形成電極。

本實(shí)施例采用水預(yù)先溶解粘結(jié)劑，制備的電極均勻，橫向拉伸力優(yōu)良。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。