一种发电油漆涂层及其制备方法与流程

1.本发明涉及导电涂料技术领域，具体为一种发电油漆涂层及其制备方法。


背景技术：

2.导电涂料是近年来兴起的一种特殊功能性涂料。通过涂覆在本身不能导电的基材表面，进而赋予该物体一定的传到电流、消除静电荷的能力，同时能够做到防止电磁辐射的效果。但是导电涂料在实际应用中存在发电量不足，耐久性差，电量储存困难的问题，没有起到备用电源的作用。
3.二次循环电池领域，锂离子电池因其具有高的能量密度、使用寿命而成为研究的热点。绝大多数锂电池采用液态电解质实现离子传输过程，但液态电解质的使用给电池带来了密封和安全性问题。发展固态电解质的全固态锂电池成为新的研究热点。而全固态薄膜锂电池由于重量轻、体积小、循环寿命长、能量密度高、使用温度范围宽和安全性能好等优点已成为目前研究的热点。目前固态薄膜电池研究的方向主要为：(1)新的电池结构；(2)高离子导电率的固态电解质；(3)新型正负极材料；(4)新的成膜技术。但是固态薄膜锂电池存在离子传导性差，电极循环使用造成结构缺陷的问题。


技术实现要素：

4.针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种发电油漆涂层及其制备方法，以解决背景技术中提出的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明提供一种发电油漆涂层，该发电油漆涂层由上到下依次包括负电极薄膜层、固态电解质导电层、正电极薄膜层和附着力绝缘层，所述负电极薄膜层和固态电解质导电层之间、固态电解质导电层和正电极薄膜层之间设有集流体聚电片。
7.优选地，所述负电极薄膜层厚度0.5～10um，所述固态电解质导电层厚度0.3～1.0um，所述正电极薄膜层厚度0.5～10um，所述附着力绝缘层厚度10～30um。
8.优选地，所述附着力绝缘层和正电极薄膜层采用环氧树脂涂层，环氧树脂涂层的体积固含52～56％，所述固态电解质层和负电极薄膜层采用氟碳树脂涂层，氟碳树脂涂层的体积固含38～42％。
9.优选地，所述固态电解质层以聚苯硫醚、聚苯胺、聚吡咯导电高分子材料中的一种或几种组合为导电骨架，并辅助添加六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、氟磺酰、三氟甲基磺酰的一种或几种组合的导电锂盐材料，其中导电高分子材料占比1～10％，导电锂盐材料占比0.5～5％。
10.优选地，所述负电极薄膜层是添加了石墨烯、富勒烯、碳纳米管的一种或几种组合的负极功能材料的氟碳涂层，负极功能材料占比0.5～5％。
11.优选地，所述附着力绝缘层制备具体包括如下步骤：
12.在分散罐中加入30-35％的环氧树脂，超声分散15min，然后加入60～65％的钛白
粉、石灰石、硫酸钡颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀后加入0.1～0.15％锌粉，800r/min搅拌，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格后补加一定量二甲苯至物料平衡，制备得到附着力绝缘涂料，然后将制备的附着力绝缘涂料喷涂在基材表面，制得附着力绝缘层。
13.优选地，所述正电极薄膜层制备具体包括如下步骤：
14.在分散罐中加入20-25％的环氧树脂，超声分散15min，然后加入55％颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀后加入4.5％的钴酸锂、0.5％锰酸锂作为正极材料功能助剂，800r/min搅拌，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格后补加一定量二甲苯至物料平衡，制备得到正电极薄膜涂料；
15.然后将制备的正电极薄膜涂料用凹版印刷方法涂覆在附着力绝缘层表面，60℃烘干，制得正电极薄膜层。
16.优选地，所述固态电解质层制备具体包括如下步骤：
17.在分散罐中加入20～25％的pvdf氟碳树脂，800r/min搅拌15min，然后加入50～60％的钛白粉、滑石粉颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀后加入8％聚苯硫醚导电高分子乳液，800r/min搅拌60min，加入一定量4a分子筛静置24h后，将分子筛过滤掉，剩余固态电解质涂料半成品备用；
18.使用球磨机将5.0％氟磺酰、0.8％三氟甲基磺酰的导电锂盐材料采用干法研磨工艺将导电功能助剂研磨至5um以下，然后在惰性氛围保护条件下加入上述分散罐中，300r/min分散60min，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格。
19.然后将制备的固态电解质涂料用射频溅射方法涂覆在正电极薄膜层表面，60℃烘干，制得固态电解质层。
20.进一步的，所述负电极薄膜层制备具体包括如下步骤：
21.在分散罐中加入15～18％的ptfe氟碳树脂，800r/min搅拌15min，然后加入65～68％颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀备用；
22.取氧化石墨，加入到二甲苯中，超声分散30min得到悬浮液，调节ph至10～11后加入水合肼溶液，120℃反应24h，抽滤得到石墨烯；
23.加入4.5％石墨烯作为负极功能材料，800r/min搅拌30min，加入0.25％tic，继续分散，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格后补加一定量二甲苯至物料平衡，制备得到负电极薄膜涂料；
24.将制备的负电极薄膜涂料用凹版印刷方法涂覆在固态电解质薄膜层表面，60℃烘干，制得负电极薄膜层。
25.所述集流体聚电片制备具体包括如下步骤：
26.采用物理气相沉积法，将金属ag应用真空镀膜工艺法在正电极薄膜层上表面和负电极薄膜层下表面形成集流体聚电片。
27.本发明的有益效果在于：
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明发电油漆涂层结构图。
30.附图标记说明：
31.1-负电极薄膜层；2-集流体聚电片；3-固态电解质导电层；4-正电极薄膜层；5-附着力绝缘层；6-基材。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.实施例1：
35.如图1所示，本发明提供了一种发电油漆涂层，该发电油漆涂层由上到下依次包括负电极薄膜层、固态电解质导电层、正电极薄膜层和附着力绝缘层，所述负电极薄膜层和固态电解质导电层之间、固态电解质导电层和正电极薄膜层之间设有集流体聚电片。
36.所述负电极薄膜层厚度0.5～10um，所述固态电解质导电层厚度0.3～1.0um，所述正电极薄膜层厚度0.5～10um，所述附着力绝缘层厚度10～30um。
37.所述附着力绝缘层和正电极薄膜层采用环氧树脂涂层，环氧树脂涂层的体积固含52～56％，所述固态电解质层和负电极薄膜层采用氟碳树脂涂层，氟碳树脂涂层的体积固含38～42％。
38.所述固态电解质层以聚苯硫醚、聚苯胺、聚吡咯导电高分子材料中的一种或几种组合为导电骨架，并辅助添加六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、氟磺酰、三氟甲基磺酰的一种或几种组合的导电锂盐材料，其中导电高分子材料占比1～10％，导电锂盐材料占比0.5～5％。
39.所述负电极薄膜层是添加了石墨烯、富勒烯、碳纳米管的一种或几种组合的负极功能材料的氟碳涂层，负极功能材料占比0.5～5％。
40.所述附着力绝缘层制备具体包括如下步骤：
41.在分散罐中加入35％的环氧树脂，超声分散15min，然后加入60～65％的钛白粉、石灰石、硫酸钡颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀后加入0.1～0.15％锌粉，800r/min搅拌，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格后补加一定量二甲苯至物料平衡，制备得到附着力绝缘涂料，然后将制备的附着力绝缘涂料喷涂在基材表面，制得附着力绝缘层。
42.所述正电极薄膜层制备具体包括如下步骤：
43.在分散罐中加入25％的环氧树脂，超声分散15min，然后加入55％颜填料，1800～
2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀后加入4.5％的钴酸锂、0.5％锰酸锂作为正极材料功能助剂，800r/min搅拌，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格后补加一定量二甲苯至物料平衡，制备得到正电极薄膜涂料；
44.然后将制备的正电极薄膜涂料用凹版印刷方法涂覆在附着力绝缘层表面，60℃烘干，制得正电极薄膜层。
45.所述固态电解质层制备具体包括如下步骤：
46.在分散罐中加入25％的pvdf氟碳树脂，800r/min搅拌15min，然后加入50％的钛白粉、滑石粉颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀后加入8％聚苯硫醚导电高分子乳液，800r/min搅拌60min，加入一定量4a分子筛静置24h后，将分子筛过滤掉，剩余固态电解质涂料半成品备用；
47.使用球磨机将5.0％氟磺酰、0.8％三氟甲基磺酰的导电锂盐材料采用干法研磨工艺将导电功能助剂研磨至5um以下，然后在惰性氛围保护条件下加入上述分散罐中，300r/min分散60min，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格。
48.然后将制备的固态电解质涂料用射频溅射方法涂覆在正电极薄膜层表面，60℃烘干，制得固态电解质层。
49.所述负电极薄膜层制备具体包括如下步骤：
50.在分散罐中加入15％的ptfe氟碳树脂，800r/min搅拌15min，然后加入65％颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀备用；
51.取氧化石墨，加入到二甲苯中，超声分散30min得到悬浮液，调节ph至10～11后加入水合肼溶液，120℃反应24h，抽滤得到石墨烯；
52.加入4.5％石墨烯作为负极功能材料，800r/min搅拌30min，加入0.25％tic，继续分散，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格后补加一定量二甲苯至物料平衡，制备得到负电极薄膜涂料；
53.将制备的负电极薄膜涂料用凹版印刷方法涂覆在固态电解质薄膜层表面，60℃烘干，制得负电极薄膜层。
54.所述集流体聚电片制备具体包括如下步骤：
55.采用物理气相沉积法，将金属ag应用真空镀膜工艺法在正电极薄膜层上表面和负电极薄膜层下表面形成集流体聚电片，集流体聚电片可以对复合发电油漆涂层进行充放电。
56.实施例2
57.所述附着力绝缘层制备具体包括如下步骤：
58.在分散罐中加入30％的环氧树脂，超声分散15min，然后加入60～65％的钛白粉、石灰石、硫酸钡颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀后加入0.1～0.15％锌粉，800r/min搅拌，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格后补加一定量二甲苯至物料平衡，制备得到附着力绝缘涂料，然后将制备的附着力绝缘涂料喷涂在基材表面，制得附着力绝缘层。
59.所述正电极薄膜层制备具体包括如下步骤：
60.在分散罐中加入20％的环氧树脂，超声分散15min，然后加入55％颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀后加入4.5％的钴酸锂、0.5％锰酸锂
作为正极材料功能助剂，800r/min搅拌，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格后补加一定量二甲苯至物料平衡，制备得到正电极薄膜涂料；
61.然后将制备的正电极薄膜涂料用凹版印刷方法涂覆在附着力绝缘层表面，60℃烘干，制得正电极薄膜层。
62.所述固态电解质层制备具体包括如下步骤：
63.在分散罐中加入20％的pvdf氟碳树脂，800r/min搅拌15min，然后加入50％的钛白粉、滑石粉颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀后加入8％聚苯硫醚导电高分子乳液，800r/min搅拌60min，加入一定量4a分子筛静置24h后，将分子筛过滤掉，剩余固态电解质涂料半成品备用；
64.使用球磨机将5.0％氟磺酰、0.8％三氟甲基磺酰的导电锂盐材料采用干法研磨工艺将导电功能助剂研磨至5um以下，然后在惰性氛围保护条件下加入上述分散罐中，300r/min分散60min，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格。
65.然后将制备的固态电解质涂料用射频溅射方法涂覆在正电极薄膜层表面，60℃烘干，制得固态电解质层。
66.所述负电极薄膜层制备具体包括如下步骤：
67.在分散罐中加入18％的ptfe氟碳树脂，800r/min搅拌15min，然后加入68％颜填料，1800～2200r/min搅拌60min，温度控制在45～60℃，分散均匀备用；
68.取氧化石墨，加入到二甲苯中，超声分散30min得到悬浮液，调节ph至10～11后加入水合肼溶液，120℃反应24h，抽滤得到石墨烯；
69.加入4.5％石墨烯作为负极功能材料，800r/min搅拌30min，加入0.25％tic，继续分散，取样测试涂料的粘度、比重、细度至合格后补加一定量二甲苯至物料平衡，制备得到负电极薄膜涂料；
70.将制备的负电极薄膜涂料用凹版印刷方法涂覆在固态电解质薄膜层表面，60℃烘干，制得负电极薄膜层。
71.所述集流体聚电片制备具体包括如下步骤：
72.采用物理气相沉积法，将金属ag应用真空镀膜工艺法在正电极薄膜层上表面和负电极薄膜层下表面形成集流体聚电片，集流体聚电片可以对复合发电油漆涂层进行充放电。
73.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。