阅读说明：本技术 一种锂离子电池极片、其制备方法和用途 (Lithium ion battery pole piece, preparation method and application thereof ) 是由 龚小曼 刘成 徐晓东 任建国 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种锂离子电池极片、其制备方法和用途。所述锂离子电池极片包括集流体、粘结膜及电极材料层,所述集流体形成有三维网状多孔,所述粘结膜附着于所述集流体及所述三维网状多孔的孔壁表面,所述电极材料层附着于所述粘结膜的表面。本发明锂离子电池极片以三维网状多孔的集流体替代传统的集流体,具有良好的柔韧性和热力学稳定性,不仅可以用于常规的锂电领域,也能应用于柔性电池领域,其三维多孔网状骨架结构可有效增大与电解液的接触面积,其支撑的活性物质在三维空间上的分布也减小了充放电过程中的离子传输途径,且无需使用粘结剂,可将活性物质充分地黏附于集流体的三维骨架上,有利于活性位点在空间上的分散和导电性的提高。(The invention discloses a lithium ion battery pole piece, a preparation method and application thereof. The lithium ion battery pole piece comprises a current collector, an adhesive film and an electrode material layer, wherein the current collector is formed with three-dimensional reticular pores, the adhesive film is attached to the current collector and the pore wall surface of the three-dimensional reticular pores, and the electrode material layer is attached to the surface of the adhesive film. The lithium ion battery pole piece of the invention replaces the traditional current collector with the three-dimensional reticular porous current collector, has good flexibility and thermodynamic stability, can be used in the field of conventional lithium batteries and flexible batteries, can effectively increase the contact area with electrolyte by the three-dimensional porous reticular skeleton structure, reduces the ion transmission path in the charging and discharging process by the distribution of the supported active substance on the three-dimensional space, does not need to use a binder, can fully adhere the active substance to the three-dimensional skeleton of the current collector, and is beneficial to the dispersion of active sites on the space and the improvement of the conductivity.)

一种锂离子电池极片、其制备方法和用途

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池极片、其制备方法和用途。

背景技术

锂离子电池由于具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小及无记忆效应等优点被广泛的开发利用，已经迅速占领了小型便携式电子消费品市场，也正逐步成为新能源汽车的动力源。然而，随着科学技术的不断发展，尤其是柔性/可穿戴器件的逐步应用，迫切需要开发薄且轻、柔性可弯折的锂离子电池。

传统的锂离子电池电极的制备是将电极活性物质与导电剂和黏结剂混合均匀后通过涂覆黏附到金属集流体上。其中，黏结剂导电性较差，不利于锂离子进入电极活性物质并且增加了电极的极化；金属集流体(通常为铜箔、铝箔)增加了电极整体的质量使其质量比容量大大降低。同时，在反复的弯曲、折叠和拉伸过程中会造成金属集流体的不可逆形变和表面电极材料的脱落，从而导致电池失效。基于上述电极制备出的锂离子电池无法作为柔性储能器件。

因此，迫切需要寻找一些本身具有柔性的电极材料或者使用复合物质与柔性基底来制备和生产柔性锂离子电池。

现有技术中通过多步聚合和化学还原得到氧化石墨烯/导电聚合物/导电剂/粘结剂/弹性体一体化的柔性极片。但其极片活性物质仅局限为氧化石墨烯。

还有的研究中采用电沉积技术使Fe₂O₃原位生长在泡沫镍上，并将石墨烯碳量子点包覆于Fe₂O₃表面。但所述极片制备过程较复杂，且极片活性物质局限为Fe₂O₃，无法工业化生产。

因此，研发一种柔韧性良好、电化学性能良好、具有普适性且利于工业化的柔性锂离子电池极片是需要攻克的技术难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池极片、其制备方法和用途。所述锂离子电池极片的柔韧性良好、导电性好，电化学性能良好、具有普适性且利于工业化生产。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种锂离子电池极片，所述锂离子电池极片包括包括集流体、粘结膜及电极材料层，所述集流体形成有三维网状多孔，所述粘结膜附着于所述集流体表面及所述三维网状多孔的孔壁表面，所述电极材料层附着于所述粘结膜的表面。

优选地，所述电极材料层包括导电剂，优选含有羧基基团的导电剂；

优选的，所述电极材料层包括活性物质；

优选地，所述活性物质包括正极活性物质或负极活性物质；

优选地，所述负极活性物质包括天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球、硅/碳复合物和硅/氧/碳复合物中的至少一种；

优选地，所述正极活性物质包括磷酸铁锂、掺杂磷酸铁锂、钴酸锂、掺杂钴酸锂、镍酸锂、掺杂镍酸锂、锰酸锂和掺杂锰酸锂中的至少一种；

本发明对掺杂磷酸铁锂、掺杂钴酸锂、掺杂镍酸锂和掺杂锰酸锂中的掺杂元素不做限定，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。

优选地，所述导电剂包括氧化石墨烯类材料，优选片层横向尺寸为5μm～20μm的氧化石墨烯；

优选地，所述导电剂中，所述氧化石墨烯类材料的含量为30wt％～70wt％；

优选地，所述导电剂还包括炭黑、导电石墨、碳纤维和碳纳米管中的至少一种；

优选地，所述导电剂附着于所述粘结膜的表面；

优选地，所述粘结膜含有氨基基团，优选为聚多巴胺膜；

优选地，所述导电剂与所述粘结膜之间的作用力为粘附作用和化学交联作用；

优选地，所述活性物质与所述粘结膜之间的作用力为粘附作用。

优选地，所述集流体包括聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫和聚氯乙烯泡沫中的至少一种；

优选地，所述锂离子电池极片的厚度为1mm～3mm；

优选地，所述锂离子电池极片的孔隙率为70％～90％；

优选地，所述锂离子电池极片中，所述粘结膜的含量为1wt％～10wt％；

优选地，所述锂离子电池极片中，所述集流体的含量为5wt％～30wt％；

优选地，所述锂离子电池极片中，所述活性物质的含量为50wt％～90wt％；

优选地，所述锂离子电池极片中，所述导电剂的含量为2wt％～8wt％。

本发明的目的之二在于提供一种锂离子电池极片的制备方法，所述方法包括如下步骤：

将集流体浸渍在粘结溶液中，形成粘结膜，得到改性集流体；

将所述改性集流体浸渍于电极浆料中，得到所述锂离子电池极片。

优选地，所述粘结溶液的制备过程包括：将盐酸多巴胺溶液与磷酸缓冲溶液混合，调节溶液pH值，得到所述粘结溶液；

优选地，所述磷酸缓冲溶液的浓度为0.02mol/L～0.2mol/L；

优选地，所述磷酸缓冲溶液的pH值为8.0～9.0；

优选地，所述盐酸多巴胺溶液的浓度为0.1mg/mL～5mg/mL；

优选地，所述调节后溶液的pH值为8.2～8.6；

优选地，所述调节溶液的pH值后，还包括搅拌的过程；

优选地，所述搅拌的时间为0.5h～4h；

优选地，所述搅拌的速率为500rpm～1000rpm；

优选地，所述集流体的孔隙率为70％～90％；

优选地，所述集流体的厚度为1mm～3mm；

优选地，所述形成粘结膜过程包括：将所述集流体浸渍在所述粘结溶液中，然后取出，反复进行浸渍和取出过程2～5次，优选每次浸渍的时间为0.5h～2h；

优选地，所述形成粘结膜过程之后，还包括干燥的过程；

优选地，所述干燥为真空干燥，优选为60℃～80℃干燥4h～8h；

优选地，还包括将所述集流体进行预处理；

优选地，所述预处理包括：将所述集流体在碱性溶液中进行浸泡，然后用去离子水清洗；

优选地，所述碱性溶液包括NaOH溶液、Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液中的至少一种；

优选地，所述碱性溶液的浓度为2wt％～10wt％；

优选地，所述浸泡的时间为20min～60min。

优选地，所述电极浆料的制备方法为：将溶剂、分散剂、导电剂和活性物质混合，得到所述电极浆料；

优选地，所述分散剂包括海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、PVDF和聚丙烯酸中的至少一种；

优选地，所述活性物质、导电剂和分散剂的质量比为(85～95):(3～10):(1～5)；

优选地，所述活性物质为负极活性物质，所述负极活性物质的粒径D90≤30μm；

优选地，所述活性物质为正极活性物质，所述正极活性物质的粒径D90≤20μm；

优选地，所述溶剂包括水和NMP中的至少一种；

优选地，所述溶剂、分散剂、导电剂和活性物质混合的方式为超声分散和搅拌中的至少一种；

优选地，所述超声分散的功率为500W～1000W；

优选地，所述超声分散的时间为0.5h～2h；

优选地，所述电极浆料为负极电极浆料，所述负极电极浆料的粘度为2000mPa·s～6000mPa·s；

优选地，所述电极浆料为正极电极浆料，所述正极电极浆料的粘度为4000mPa·s～8000mPa·s；

优选地，所述负极电极浆料的固含量为40wt％～50wt％；

优选地，所述正极电极浆料的固含量为50wt％～80wt％。

优选地，所述改性集流体浸渍于所述电极浆料中的时间为0.5h～4h；

优选地，所述改性集流体浸渍于所述电极浆料之后，还包括干燥，辊压和切片的过程；

优选地，所述干燥的温度为50℃～70℃；

优选地，所述干燥的时间为4h～8h；

优选地，所述辊压的压力为1MPa～3MPa。

作为优选技术方案，本发明所述一种锂离子电池极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将浓度为0.1mg/mL～5mg/mL的盐酸多巴胺溶液与浓度为0.02mol/L～0.2mol/L的磷酸缓冲溶液混合，调节溶液的pH值为8.2～8.6，以速率500rpm～1000rpm搅拌0.5h～4h，所述磷酸盐缓冲溶液的pH值为8.0～9.0，得到粘结溶液，然后将孔隙率为70％～90％，厚度为1mm～3mm的集流体浸渍在所述粘结溶液中，然后取出，反复进行浸渍和取出过程2～5次，每次浸渍的时间为0.5h～2h，并在60℃～80℃温度下干燥4h～8h，得到改性集流体；

(2)按粒径D90≤30μm的负极活性物质、导电剂和分散剂的质量比为(85～95):(3～10):(1～5)，将分散剂、导电剂和负极活性物质混合，进行功率为500W～1000W的超声分散0.5h～2h，得到粘度为2000mPa·s～6000mPa·s，固含量为40wt％～50wt％的负极电极浆料；

或，按粒径D90≤20μm的正极活性物质、导电剂和分散剂的质量比为(85～95):(3～10):(1～5)，将分散剂、导电剂和正极活性物质混合，进行功率为500W～1000W的超声分散0.5h～2h，得到粘度为4000mPa·s～8000mPa·s，固含量为50wt％～80wt％的正极电极浆料；

(3)将所述改性集流体浸渍于所述负极电极浆料或所述正极电极浆料中0.5h～4h，然后取出，在50℃～70℃温度下干燥4h～8h，并进行压力为1MPa～3MPa辊压和切片的过程，得到所述锂离子电池极片。

本发明的目的之三在于提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括目的之一所述锂离子电池极片。

优选地，所述锂离子电池包括正极极片和负极极片。

优选地，所述正极极片为目的之一所述的锂离子电池极片。

优选地，所述负极极片为目的之一所述的锂离子电池极片。

本发明实施例的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

第一方面，本发明实施例提供一种锂离子电池极片，所述锂离子电池极片包括包括集流体、粘结膜及电极材料层，所述集流体形成有三维网状多孔，所述粘结膜附着于所述集流体表面及所述三维网状多孔的孔壁表面，所述电极材料层附着于所述粘结膜的表面。

本发明锂离子电池极片以三维网状多孔的集流体替代传统的集流体(铜箔和铝箔)，其三维多孔网状骨架结构可有效增大与电解液的接触面积，使电解液浸润更加充分，其支撑的活性物质在三维空间上的分布也减小了充放电过程中的离子传输途径，且无需使用粘结剂，本发明极片中的粘结膜具有良好的粘附性和粘黏性，可将电极材料层中的活性物质充分地黏附于集流体的三维骨架上，有利于活性位点在空间上的分散和导电性的提高。

本发明所述锂离子电池极片具有良好的柔韧性和热力学稳定性，加工性能良好，制备工艺简单，与现有制片工艺兼容性较好，利于工业化生产。

本发明实施方式中，所述电极材料层包括活性物质。

本发明实施方式中，所述电极材料层包括导电剂，优选的，所述导电剂包括含有羧基基团的导电剂，羧基与粘结膜上的氨基基团形成交联结构，进一步增强三维骨架的导电性。

本发明实施方式中，所述导电剂包括氧化石墨烯类材料或含有氧官能团的石墨烯类材料，如将氧化石墨烯进行热处理，酸处理等还原反应，除去部分基团，但还存在含氧官能团。

本发明实施方式中，所述氧化石墨烯类材料的片层横向尺寸为5μm～20μm，例如6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、15μm、16μm或18μm等，所述片层横向尺寸太小将使得对集流体骨架的包裹不完全，太大会导致石墨烯片层的堆积，无法形成良好的包裹。所述导电剂中，所述氧化石墨烯类材料的含量为30wt％～70wt％，例如35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％或65wt％等。所述氧化石墨烯类材料的含量过高，会造成导电性下降和不可逆容量增加，含量过低，化学交联作用较弱，导电性较差。

本发明实施方式中，所述导电剂还包括炭黑、导电石墨、碳纤维和碳纳米管中的至少一种。

本发明实施方式中，所述导电剂附着于所述粘结膜的表面。

本发明实施方式中，所述集流体包括聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫和聚氯乙烯泡沫中的至少一种，优选为聚氨酯泡沫。

本发明实施方式中，所述粘结膜含有氨基基团，优选为为聚多巴胺膜。

本发明实施方式中，所述导电剂与所述粘结膜之间的作用力为粘附作用和化学交联作用。

本发明实施方式中，所述活性物质与所述粘结膜之间的作用力为粘附作用。

本发明实施方式中，所述锂离子电池极片的厚度为1mm～3mm，例如1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm或2.8mm等。所述锂离子电池极片的孔隙率为70％～90％，例如72％、75％、78％、80％、82％、85％或88％等。

本发明实施方式中，所述活性物质包括正极活性物质或负极活性物质。

本发明实施方式中，所述负极活性物质包括天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球、硅/碳复合物和硅/氧/碳复合物中的至少一种。所述硅/碳复合物可以为碳包覆复合材料，也可以为碳掺杂硅得到的复合物；所述硅/氧/碳复合物可以为硅与碳之间通过含氧官能团(或氧原子)连接得到的复合材料。

本发明实施方式中，所述正极活性物质包括磷酸铁锂、掺杂磷酸铁锂、钴酸锂、掺杂钴酸锂、镍酸锂、掺杂镍酸锂、锰酸锂和掺杂锰酸锂中的任意一种或至少两种的组合。

本发明对掺杂磷酸铁锂、掺杂钴酸锂、掺杂镍酸锂和掺杂锰酸锂中的掺杂元素不做限定，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。

本发明实施方式中，所述锂离子电池极片中，所述粘结膜的含量为1wt％～10wt％，例如2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％或9wt％等。

本发明实施方式中，所述锂离子电池极片中，所述集流体的含量为5wt％～30wt％，例如8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、20wt％、22wt％、25wt％或28wt％等。

本发明实施方式中，所述锂离子电池极片中，所述活性物质的含量为50wt％～90wt％，例如55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％或85wt％等。

本发明实施方式中，所述锂离子电池极片中，所述导电剂的含量为2wt％～8wt％，例如3wt％、4wt％、5wt％、6wt％或7wt％等。

第二方面，本发明提供一种锂离子电池极片的制备方法，包括如下步骤：

将集流体浸渍在粘结溶液中，形成粘结膜，得到改性集流体；

将所述改性集流体浸渍于电极浆料中，得到所述锂离子电池极片。

本发明实施方式中，所述粘结溶液的制备过程包括：将盐酸多巴胺溶液与磷酸缓冲溶液混合，调节溶液pH值，得到所述粘结溶液。

本发明实施方式中盐酸多巴胺溶液的组成为多巴胺盐酸盐的水溶液；本发明中磷酸缓冲溶液的组成为NaH₂PO₄和Na₂HPO₄的混合水溶液。所述磷酸缓冲溶液的浓度为0.02mol/L～0.2mol/L，例如0.03mol/L、0.05mol/L、0.06mol/L、0.08mol/L、0.1mol/L、0.12mol/L、0.15mol/L、0.16mol/L或0.18mol/L等。所述磷酸缓冲溶液的pH值为8.0～9.0，例如8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8或8.9等。所述盐酸多巴胺溶液的浓度为0.1mg/mL～5mg/mL，例如0.2mg/mL、0.5mg/mL、0.8mg/mL、1mg/mL、1.5mg/mL、1.8mg/mL、2mg/mL、2.5mg/mL、2.8mg/mL、3mg/mL、3.5mg/mL、4mg/mL或4.5mg/mL等。所述调节溶液pH值后pH值为8.2～8.6，例如8.3、8.4或8.5等，pH值小于或大于8.2～8.6，均不利于多巴胺的聚合成膜。

本发明实施方式中，所述调节溶液pH值后的操作可以为搅拌，所述搅拌的时间为0.5～4h，例如0.8h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h或3.5h等，所述搅拌的速率为500～1000rpm，例如550rpm、600rpm、650rpm、700rpm、750rpm、800rpm、850rpm、900rpm或950rpm等。

本发明实施方式中，所述集流体的孔隙率为70％～90％，例如72％、75％、76％、78％、80％、82％、85％、86％或88％等，所述集流体的厚度为1～3mm，例如1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.5mm或2.8mm等。本发明的一个实施方式中选取的集流体为聚氨酯泡沫，其孔隙率为70％～90％，孔隙率太低，其三维多孔结构的连续通透性降低，不利于电解液的充分浸润和离子的传输；孔隙率太高，其可附着的浆料量降低，使得比能量降低。

本发明实施方式中，所述形成粘结膜的过程包括：将所述集流体浸渍在所述粘结溶液中，然后取出，反复进行浸渍和取出过程2～5次(例如2次、3次、4次或5次)，每次浸渍的时间为0.5h～2h，例如0.6h、0.7h、0.8h、1h、1.2h、1.5h或1.8h等。此过程可以有效的去除集流体内的空气，使得形成的粘结膜更加的均匀。

本发明实施方式中，所述粘结膜形成过程之后，还包括将浸渍后得到的集流体进行干燥的过程。所述干燥为真空干燥，温度为60℃～80℃(例如62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃或78℃等)干燥4h～8h，例如4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h或7.5h等。

本发明实施方式中，还包括将所述集流体进行预处理过程，所述预处理过程可以充分去除集流体上的油污和某些杂质。

本发明实施方式中，所述预处理过程包括：将集流体在碱性溶液中进行浸泡，然后用去离子水清洗。所述碱性溶液包括NaOH溶液、Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液中的至少一种。所述碱性溶液的浓度为2wt％～10wt％，例如3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％或9wt％等。所述浸泡的时间为20min～60min，例如25min、30min、35min、40min、45min、50min或55min等。

本发明实施方式中，所述电极浆料的制备方法为：将溶剂、分散剂、导电剂和活性物质混合，得到所述电极浆料。

本发明实施方式中，所述活性物质、导电剂和分散剂的质量比为(85～95):(3～10):(1～5)，例如85:10:5、95:4:1、95:3:2、90:8:2、92:7:1、91:8:1、93:6:3或91:7:3等。所述分散剂包括海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、PVDF和聚丙烯酸中的至少一种。

本发明实施方式中，所述活性物质为负极活性物质时，所述负极活性物质的粒径D90≤30μm，例如10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm或28μm等。

本发明实施方式中，所述活性物质为正极活性物质时，所述正极活性物质的粒径D90≤20μm，例如5μm、7μm、8μm、10μm、12μm、15μm或18μm等。

分别选取正极活性物质和负极活性物质的粒径D90在本发明范围内，可以达到优异的技术效果，粒度太大将使得三维骨架中粘结膜对其的粘黏性下降，也会削弱导电剂对其表面的包裹和连接，从而影响活性物质负载量和导电性。

本发明实施方式中，所述溶剂包括水和NMP中的至少一种。

本发明实施方式中，所述溶剂、分散剂、导电剂和活性物质混合的方式为超声分散和搅拌中的至少一种。所述超声分散的功率为500W～1000W，例如600W、700W、800W或900W等。所述超声分散的时间为0.5h～2h，例如0.6h、0.8h、1h、1.2h、1.4h、1.5h、1.6h或1.8h等。

本发明实施方式中，所述电极浆料为负极电极浆料时，所述负极电极浆料的粘度为2000mPa·s～6000mPa·s，例如2500mPa·s、3500mPa·s、4500mPa·s或5500mPa·s等。

本发明实施方式中，所述电极浆料为正极电极浆料时，所述正极电极浆料的粘度为4000mPa·s～8000mPa·s，例如4500mPa·s、5500mPa·s、6500mPa·s或7500mPa·s等。

本发明所述负极电极浆料的粘度为2000mPa·s～6000mPa·s，所述正极电极浆料的粘度为4000mPa·s～8000mPa·s，粘度过大，浆料过于黏稠，导致附着量不均匀；粘度过小，浆料过于稀释，难以附着或者附着量过少。本发明浆料中的活性物质为负极活性物质，得到的浆料为负极电极浆料；本发明浆料中的活性物质为正极活性物质，得到的浆料为正极电极浆料。

本发明实施方式中，所述负极电极浆料的固含量为40wt％～50wt％，例如41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％或49wt％等。

本发明实施方式中，所述正极电极浆料的固含量为50wt％～80wt％，例如52wt％、55wt％、58wt％、60wt％、62wt％、65wt％、70wt％、75wt％或78wt％等。

本发明实施方式中，所述改性集流体浸渍于所述电极浆料中的时间为0.5h～4h，例如0.6h、0.8h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h或3.5h等。

本发明实施方式中，所述改性集流体浸渍于所述电极浆料之后，还包括取出得到的集流体，并进行干燥，辊压和切片过程。所述干燥的温度为50℃～70℃，例如52℃、55℃、58℃、60℃、62℃、65℃或68℃等。所述干燥的时间为4h～8h，例如4.5h、4.8h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h或7.5h等。所述辊压的压力为1MPa～3MPa，例如1.2MPa、1.5MPa、1.8MPa、2MPa、2.2MPa、2.5MPa或2.8MPa等。

作为本发明实施方式中所述制备方法的进一步优选技术方案，本发明所述一种锂离子电池极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将浓度为0.1mg/mL～5mg/mL的盐酸多巴胺溶液与浓度为0.02mol/L～0.2mol/L的磷酸缓冲溶液混合，调节溶液的pH值为8.2～8.6，以速率500rpm～1000rpm搅拌0.5h～4h，所述磷酸盐缓冲溶液的pH值为8.0～9.0，得到粘结溶液，然后将孔隙率为70％～90％，厚度为1mm～3mm的集流体浸渍在所述粘结溶液中，然后取出，反复进行浸渍和取出过程2～5次，每次浸渍的时间为0.5h～2h，并在60℃～80℃温度下干燥4h～8h，得到改性集流体；

(2)按粒径D90≤30μm的负极活性物质、导电剂和分散剂的质量比为(85～95):(3～10):(1～5)，将分散剂、导电剂和负极活性物质混合，进行功率为500W～1000W的超声分散0.5h～2h，得到粘度为2000mPa·s～6000mPa·s，固含量为40wt％～50wt％的负极电极浆料；

或，按粒径D90≤20μm的正极活性物质、导电剂和分散剂的质量比为(85～95):(3～10):(1～5)，将分散剂、导电剂和正极活性物质混合，进行功率为500W～1000W的超声分散0.5h～2h，得到粘度为4000mPa·s～8000mPa·s，固含量为50wt％～80wt％的正极电极浆料；

(3)将所述改性集流体浸渍于所述负极电极浆料或所述正极电极浆料中0.5h～4h，然后取出，在50℃～70℃温度下干燥4h～8h，并进行压力为1MPa～3MPa辊压和切片的过程，得到所述锂离子电池极片。

第三方面，本发明实施方式中还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括第一方面所述锂离子电池极片。

本发明实施方式中，所述锂离子电池包括正极极片和负极极片。

本发明实施方式中，所述正极极片为第一方面所述的锂离子电池极片。

本发明实施方式中，所述负极极片为第一方面所述的锂离子电池极片。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明锂离子电池极片以三维多孔网状骨架结构的集流体替代传统的集流体(铜箔和铝箔)，其三维多孔网状骨架结构可有效增大与电解液的接触面积，使电解液浸润更加充分，其支撑的活性物质在三维空间上的分布也减小了充放电过程中的离子传输途径，且无需使用粘结剂，形成的粘结膜具有良好的粘附性和粘黏性，可将活性物质充分地黏附于集流体的三维骨架上，有利于活性位点在空间上的分散和导电性的提高。

(2)本发明所述锂离子电池极片具有良好的柔韧性和热力学稳定性，加工性能良好，制备工艺简单，与现有制片工艺兼容性较好，利于工业化生产。

(3)本发明锂离子电池极片中的导电剂含有氧化石墨烯可获得优异的电化学性能，因为氧化石墨烯上的羧基可与粘结膜上的氨基基团进行交联反应，进一步增强三维骨架的导电性。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率75％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以610g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4025mPa·s，固含量为45.6wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为2wt％，集流体的含量为23wt％，活性物质的含量为71wt％，导电剂的含量为4wt％。

实施例2

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率85％的聚氨酯泡沫板浸泡于8wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.1mol/L的磷酸缓冲溶液加入3mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率700rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺的缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1.5h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以610g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入18g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、13g炭黑搅拌均匀，得到导电胶液，再加入460g人造石墨(D90＝27.9μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4063mPa·s，固含量为46.1wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中3h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.8mm，孔隙率为83％，其中粘结膜的含量为4wt％，集流体的含量为16wt％，活性物质的含量为74wt％，导电剂的含量为6wt％。

实施例3

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为2mm、孔隙率90％的聚氨酯泡沫板浸泡于10wt％的NaHCO₃溶液中，浸泡40min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.1mol/L的磷酸缓冲溶液加入3mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率500rpm室温下搅拌4h，得到多巴胺,缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1.2h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱80℃干燥4h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以480g去离子水为溶剂，将6g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入12g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、120g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入376g天然石墨(D90＝26.1μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4785mPa·s，固含量为46.0wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥5h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为1.5MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为1.8mm，孔隙率为87％，其中粘结膜的含量为5wt％，集流体的含量为13.5wt％，活性物质的含量为77wt％，导电剂的含量为4.5wt％。

实施例4

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为1mm、孔隙率70％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率1000rpm室温下搅拌0.5h，得到多巴胺的缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1.3h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥4h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以650g去离子水为溶剂，将10g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、5g炭黑、150g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入460g天然石墨(D90＝27.4μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4113mPa·s，固含量为44.2wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中3h，然后取出置于烘箱中60℃干燥4h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为1MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为1mm，孔隙率为68％，其中粘结膜的含量为1.5wt％，集流体的含量为26wt％，活性物质的含量为69wt％，导电剂的含量为3.5wt％。

实施例5

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为2mm、孔隙率90％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为9、浓度0.15mol/L的磷酸缓冲溶液加入4mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率500rpm室温下搅拌4h得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以610g去离子水为溶剂，将10g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入20g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、10g炭黑、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入450g硅碳复合物(D90＝24.9μm，碳包覆硅结构，其中碳含量为94wt％)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率700W分散0.5h，配制成粘度为4410mPa·s，固含量为46.3wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中3h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h。将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为1.5MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为1.8mm，孔隙率为87％，其中粘结膜的含量为9wt％，集流体的含量为13wt％，活性物质的含量为72wt％，导电剂的含量为6wt％。

实施例6

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率65％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以610g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4025mPa·s，固含量为45.6％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为3mm，孔隙率为64％，其中粘结膜的含量为2wt％，集流体的含量为28wt％，活性物质的含量为66.5wt％，导电剂的含量为3.5wt％。

实施例7

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率95％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以610g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4025mPa·s，固含量为45.7％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.8mm，孔隙率为92％，其中粘结膜的含量为7.5wt％，集流体的含量为11wt％，活性物质的含量为77wt％，导电剂的含量为4.5wt％。

实施例8

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率75％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.0后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以610g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4025mPa·s，固含量为45.6wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为1.5wt％，集流体的含量为23.5wt％，活性物质的含量为71wt％，导电剂的含量为4wt％。

实施例9

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率75％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为9.3、浓度0.1mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至9.0后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以610g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4025mPa·s，固含量为45.6wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为2wt％，集流体的含量为23wt％，活性物质的含量为71wt％，导电剂的含量为4wt％。

实施例10

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率75％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以610g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝35.1μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4025mPa·s，固含量为45.6wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为2.1wt％，集流体的含量为26.1wt％，活性物质的含量为68wt％，导电剂的含量为3.8wt％。

实施例11

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率75％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，后室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以690g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为2011mPa·s，固含量为41.3wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为2wt％，集流体的含量为23.4wt％，活性物质的含量为70.6wt％，导电剂的含量为4wt％。

实施例12

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率75％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以520g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为5891mPa·s，固含量为49.5wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥8h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为2wt％，集流体的含量为23.2wt％，活性物质的含量为70.8wt％，导电剂的含量为4wt％。

实施例13

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率75％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以800g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为1478mPa·s，固含量为38.1wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为4wt％，集流体的含量为27.4wt％，活性物质的含量为65wt％，导电剂的含量为3.6wt％。

实施例14

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率75％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以470g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为6614mPa·s，固含量为51.7wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为2wt％，集流体的含量为23.5wt％，活性物质的含量为70.5wt％，导电剂的含量为4wt％。

实施例15

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率75％的酚醛泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的酚醛泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的酚醛泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥10h，得到聚多巴胺改性的酚醛泡沫；

(4)以610g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4025mPa·s，固含量为45.6％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的酚醛泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的酚醛泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为3.7wt％，集流体的含量为25.6wt％，活性物质的含量为67wt％，导电剂的含量为3.7wt％。

实施例16

一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将厚度为3mm、孔隙率75％的聚氨酯泡沫板浸泡于5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min后用去离子水反复冲洗三次；

(2)将pH值为8.8、浓度0.05mol/L的磷酸缓冲溶液加入2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中，调节溶液pH值至8.5后，以速率800rpm室温下搅拌1h，得到多巴胺缓冲溶液；

(3)将步骤(1)处理后的聚氨酯泡沫板浸入所述多巴胺缓冲溶液中，反复浸入和取出三次，每次浸渍的时间为1h，将浸渍好的聚氨酯泡沫板取出置于真空干燥箱60℃干燥8h，得到聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫；

(4)以610g去离子水为溶剂，将7.5g羧甲基纤维素钠加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入15g石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、200g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入465g人造石墨(D90＝28.7μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率600W分散0.5h，配制成粘度为4185mPa·s，固含量为45.8wt％的负极浆料；

(5)将所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫浸渍于负极浆料中2h，然后取出置于烘箱中60℃干燥6h，将处理后的聚氨酯泡沫进行压力为2MPa的辊压，切片，得到锂离子电池负极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为3wt％，集流体的含量为25.2wt％，活性物质的含量为68wt％，导电剂的含量为3.8wt％。

实施例17

一种锂离子电池正极极片的制备方法：

与实施例1的区别在于，步骤(4)：以332g NMP为溶剂，将15g的PVDF加入到真空高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入30g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、20g炭黑搅拌均匀，得到导电胶液，再加入930g NCM811(D90＝18.9μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率700W分散0.5h，配制成粘度为6346mPa·s，固含量为74.8wt％的正极浆料；步骤(5)负极浆料替换为所述正极浆料，得到锂离子电池正极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为1.9wt％，集流体的含量为21wt％，活性物质的含量为73wt％，导电剂的含量为4.1wt％。

实施例18

一种锂离子电池正极极片的制备方法：

与实施例1的区别在于，步骤(4)：以570g NMP为溶剂，将21g的PVDF加入到高速搅拌机中搅拌均匀，得到分散胶液，然后依次加入28g氧化石墨烯(片层横向尺寸为10μm)、280g固含量为5wt％的碳纳米管导电液搅拌均匀，得到导电胶液，再加入623g LiFePO₄(D90＝3.1μm)继续搅拌均匀，最后转移至超声分散机中，采用功率700W分散0.5h，配制成粘度为7165mPa·s，固含量为54.9wt％的正极浆料；步骤(5)负极浆料替换为所述正极浆料，得到锂离子电池正极极片。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为73％，其中粘结膜的含量为1.8wt％，集流体的含量为21.9wt％，活性物质的含量为71.5wt％，导电剂的含量为4.8wt％。

对比例1

与实施例1的区别在于，步骤(5)所述聚多巴胺改性的聚氨酯泡沫替换为步骤(1)所述聚氨酯泡沫板，即聚氨酯泡沫板不进行改性过程。所述锂离子电池负极片厚度为2.9mm，孔隙率为75％，其中粘结膜的含量为0wt％，集流体的含量为96wt％，活性物质的含量为3.8wt％，导电剂的含量为0.2wt％。

性能测试：

(1)机械性能：将本发明各实施例和对比例得到的负极极片和正极极片裁减为长×宽＝100mm×50mm的长方形板，置于拉力机夹具上测试极片拉伸强度和断裂伸长率，拉力机采用济南耐尔试验机有限公司WDW-T电子万能试验机，常温试验环境下，试验速度为500mm/min，每个实施例和对比例取10个极片进行测定，记录极片断裂时的数据，计算结果取平均值。

(2)电化学性能测试：

将本发明实施例1-16和对比例1得到的锂离子电池负极极片转移至氩气氛围手套箱内，以锂片为负极，使用商用电解液1mol/L的LiPF₆/EC+DMC+EMC(v/v＝1:1:1)及Celgard2400隔膜，组装成2016扣式电池，静置12h后对其进行电化学性能测试；

将本发明实施例17-18得到的锂离子电池正极极片转移至氩气氛围手套箱内，以锂片为负极，使用商用电解液1mol/L的LiPF₆/EC+DMC+EMC(v/v＝1:1:1)及Celgard2400隔膜，组装成2016扣式电池，静置12h后对其进行电化学性能测试。

将本发明得到的扣式电池在武汉金诺电子有限公司LAND电池测试系统上进行充放电测试，在常温条件下，0.2C恒流恒压充0.2C放电，进行首次可逆容量、首次库伦效率测试，再进行0.5C恒流恒压充1C放电100次循环容量保持率测试。测试实施例1-16和对比例1所得负极极片的充放电电压限制在0.01～1.50V，测试实施例17所得正极极片的充放电电压限制在3.0～4.3V，测试实施例18所得正极极片的充放电电压限制在2.5～3.7V。每个实施例和对比例取10个组装的电池进行测定，计算结果取平均值。

机械性能测试结果如表1所示，电化学性能测试结果如表2所示(其中，活性物质质量为得到的电极极片中活性物质的质量)。

表1

表2

通过表1和表2可以看出，本发明所得锂离子电池负极极片具有良好的机械强度，可以保证电池在使用过程中的机械稳定性与变形率，且电化学性能优异。

通过实施例1与实施例6、7对比可知，聚氨酯泡沫的孔隙率过大会降低所得柔性极片的机械稳定性和变形率，孔隙率过小降低活性物质的在其三维泡沫骨架上的附着量。

通过实施例1与实施例8、9对比可知，多巴胺缓冲溶液的pH偏高或偏低会削弱聚多巴胺膜对三维泡沫骨架的包覆能力，进而降低活性物质的附着量，影响电化学性能。

通过实施例1与实施例10对比可知，活性物质粒度偏大会更不易粘附于三维泡沫骨架上，从而降低其附着量，在循环过程中也更易脱落。

通过实施例1与实施例11～14对比可知，浆料粘度偏低或固含偏低会降低活性物质的附着量，浆料粘度偏高或固含偏高会导致活性物质在三维泡沫骨架上的分布不均匀，进而影响其循环性能。

通过实施例1与实施例15对比可知，相同孔隙率和规格下，聚氨酯泡沫板的机械稳定性和变形率优于酚醛泡沫板，并具有更高的开孔率，从而增加活性物质的附着量。

通过实施例1与实施例16对比可知，氧化石墨烯增强了活性物质、导电剂和三维泡沫骨架的交联固定作用并增强了电极的导电性，从而提高活性物质的附着量，改善电极循环性能。

通过实施例1与对比例1对比可知，本发明对聚氨酯泡沫板进行改性，使得粘结膜分布于所述泡沫的表面及其三维多孔网状骨架结构中，形成的粘结膜具有良好的粘附性和粘黏性，可将活性物质充分地黏附于泡沫的三维骨架上，有利于活性位点在空间上的分散和导电性的提高，进而提高电化学性能。

本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。