膜包含一第一 有機(jī)高分子，上述第一有機(jī)高分子是一具有第一電性的水溶性高分子；以及 一第二修飾膜，上述第二修飾膜位于上述第一修飾膜上，其中上述第二修飾膜包含一 第二有機(jī)高分子，其中上述第二有機(jī)高分子是一具有第二電性的水溶性高分子，其中上述 第二電性與上述第一有機(jī)高分子的第一電性相反，其中上述第二修飾膜中的第二高分子與 上述第一修飾膜中的第一高分子之間形成離子鍵結(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，其特征在 于，其中該第一有機(jī)高分子帶正電荷的有機(jī)高分子，其中該第一有機(jī)高分子是選自下列 群組中之一：聚四級(jí)胺鹽（poly-Quaternary ammonium salt)、陰離子交換樹脂或聚合 物（anion-exchange resin or polymer),其中該第二有機(jī)高分子是帶負(fù)電荷的有機(jī)高分 子，其中該第二有機(jī)高分子是選自下列群組中之一：具有磺酸基（sulfonic acid group) 的高分子、具有碳酸基（carbonic acid group)的高分子、陽(yáng)離子交換樹脂或聚合物 (cation-exchange resin or polymer)〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，其 特征在于，其中該第一有機(jī)高分子是選自下列群組中之一或其組合：聚二丙烯基 二甲基氯化銨（Polydiallyldimethylammonium chloride; PA)、十二烷基三甲 基溴化銨(Dodecyltrimethylammonium bromide)、消膽胺(Cholestyramine 或 colestyramine; Questran, Questran Light, Cholybar)、聚丙烯醜胺丙基三甲基氯化 銨[poly(acrylamid〇-N-propyl trimethyl ammonium chloride; PolyAPTAC]、聚 3-甲 基丙酉先胺丙基三甲基氯化銨(poly [ (3-methacryloylamino-propyl trimethyl ammonium chloride]; PolyMAPTAC)、聚氫氧化氯烯丙胺[Poly(allylamine hydrochloride)]、聚二 甲基氨基甲基氯季銨鹽[P〇ly(dimethylaminoethylacrylate methylchloride quat); p_DMAEA*MCQ]、聚甲基丙烯酸二甲氨基甲基氯季銨鹽[poly (dimethylaminoethylmeth acrylate methylchloride quat); p_DMAEM*MCQ]，其中該第二有機(jī)高分子是選自下列 群組中之一或其組合：聚苯乙烯磺酸鈉鹽[p〇ly(sodium 4-styrene sulfonate)]、聚 (2-丙烯醜胺基-2-甲基丙橫酸）[poly (2-acrylamido_2-methyl-1-propanesulfonic acid); polyAMPS]、聚丙烯酸（polyacrylic acid; PAA)、聚丙烯酸鈉鹽[Poly(sodium acrylate)]〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，其特征在 于，其中該第一有機(jī)高分子的平均分子量10, 000-500, 000,其中該第二有機(jī)高分子的平均 分子量為 50, 000-1，000, 000。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，其特征在 于，其中該第一修飾膜更包含一第三有機(jī)高分子，其中上述第三有機(jī)高分子的平均分子量 為2，000-200,000,其中該第二修飾膜更包含一第四有機(jī)高分子，其中上述第四有機(jī)高分 子的平均分子量為2, 000-200, 000。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，其 特征在于，其中該第三有機(jī)高分子與該第四有機(jī)高分子是分別選自下列群組中之一 或其組合：聚乙烯醇（polyvinyl alcohol; PVA)、乙烯醇乙烯共聚物[Poly(vinyl alcohol-co-ethylene)]〇
7. -種具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，其包 含： 配制一第一有機(jī)高分子水溶液，其中該第一有機(jī)高分子水溶液包含一具有第一電性的 第一有機(jī)高分子； 混合一碳基材與該第一有機(jī)高分子水溶液； 進(jìn)行第一干燥程序以形成第一修飾膜于該碳基材上； 混合該具第一修飾膜的碳基材與一第二有機(jī)高分子溶液，其中該第二有機(jī)高分子溶液 包含一具有第二電性的第一有機(jī)高分子，其中該第二電性與該第一有機(jī)高分子的第一電性 相反，其中該第二高分子與該第一修飾膜中的第一高分子之間形成離子鍵結(jié)； 進(jìn)行第二干燥程序以形成第二修飾膜于該第一修飾膜上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的制備方 法，其特征在于，其中該第一有機(jī)高分子是帶正電荷的水溶性有機(jī)高分子，其中該第一有機(jī) 高分子是選自下列群組中之一：聚四級(jí)胺鹽（poly-Quaternary ammonium salt)、陰離子 交換樹脂或聚合物（anion-exchange resin or polymer),其中該第二有機(jī)高分子是帶 負(fù)電荷的水溶性有機(jī)高分子，其中該第二有機(jī)高分子是選自下列群組中之一：具有磺酸基 (sulfonic acid group)的高分子、具有碳酸基（carbonic acid group)的高分子、陽(yáng)離 子交換樹脂或聚合物（cation-exchange resin or polymer)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的制 備方法，其特征在于，其中該第一有機(jī)高分子是選自下列群組中之一或其組合：聚二 丙烯基二甲基氯化銨（Polydiallyldimethylammonium chloride; PA)、十二烷基三 甲基溴化銨(Dodecyltrimethylammonium bromide)、消膽胺(Cholestyramine 或 colestyramine; Questran, Questran Light, Cholybar)、聚丙烯醜胺丙基三甲基氯化 銨[poly(acrylamid〇-N-propyl trimethyl ammonium chloride; PolyAPTAC]、聚 3-甲 基丙酉先胺丙基三甲基氯化銨(poly [ (3-methacryloylamino-propyl trimethyl ammonium chloride]; PolyMAPTAC)、聚氫氧化氯烯丙胺[Poly(allylamine hydrochloride)]、聚二 甲基氨基甲基氯季銨鹽[P〇ly(dimethylaminoethylacrylate methylchloride quat); p_DMAEA*MCQ]、聚甲基丙烯酸二甲氨基甲基氯季銨鹽[poly (dimethylaminoethylmeth acrylate methylchloride quat); p_DMAEM*MCQ]，其中該第二有機(jī)高分子是選自下列 群組中之一或其組合：聚苯乙烯磺酸鈉鹽[poly (sodium 4-styrene sulfonate)]、聚 (2-丙烯醜胺基-2-甲基丙橫酸）[poly (2-acrylamido_2-methyl-1-propanesulfonic acid); polyAMPS]、聚丙烯酸（polyacrylic acid; PAA)、聚丙烯酸鈉鹽[Poly(sodium acrylate)]〇
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的制備方 法，其特征在于，其中該第一有機(jī)高分子的平均分子量10, 000-500, 000,其中該第二有機(jī) 高分子的平均分子量為50, 000-1，000, 000,其中該第一有機(jī)高分子的含量為該碳基材的 0. 5-5. 0 wt. % (固含量），其中該第二有機(jī)高分子的含量為該碳基材的0. 5-5. 0 wt. % (固 含量）。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的制備方 法，其特征在于，其中該第一有機(jī)高分子水溶液更包含一第三有機(jī)高分子，其中該第三有機(jī) 1?分子為該碳基材的0.5-5. O wt. % (固含量），其中該第三有機(jī)1?分子的平均分子量為 2, 000-200, 000,其中該第二有機(jī)高分子水溶液更包含一第四有機(jī)高分子，其中該第四有機(jī) 高分子的含量為該碳基材的0.5-5. 0 wt. % (固含量），其中上述第四有機(jī)高分子的平均分 子量為 2, 000-200, 000。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的制備 方法，其特征在于，其中該第三有機(jī)高分子與該第四有機(jī)高分子是分別選自下列群組中 之一或其組合：聚乙烯醇（polyvinyl alcohol; PVA)、乙烯醇乙烯共聚物[Poly (vinyl alcohol-co-ethylene)]〇
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的制備方 法，其特征在于，其中該第一干燥程序與該第二干燥程序的溫度分別為80-150°C。
【專利摘要】本發(fā)明揭示一種具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)及其制備方法。上述具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，包含復(fù)數(shù)層修飾膜位于碳基材上。上述修飾膜分別包含水溶性有機(jī)高分子。上述修飾膜可有效提高碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的充放電功率，且可有效降低第一次不可逆電容量。根據(jù)本發(fā)明的具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的制備方法，可藉由水相漿料制程來避免揮發(fā)性有機(jī)化合物的傷害，并可對(duì)碳基材提供有效的包覆，進(jìn)而延長(zhǎng)使用此一具復(fù)數(shù)層自組裝修飾膜的碳基材電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的電池的循環(huán)壽命。
【IPC分類】H01M4-62, H01M4-133, H01M4-1393
【公開號(hào)】CN104868124
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410065572
【發(fā)明人】李富生, 吳乃立, 周憲聰, 吳玉祥, 陳伯坤
【申請(qǐng)人】江門市榮炭電子材料有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2014年2月25日