发明内容
[0007] 本发明提供了一种具有散热功能的锂电池电极，能有效提高电池的散热效率，简化电池结构，并降低加工难度与制造成本。
[0008] 具体而言，本发明的技术方案主要是通过以下方式实现的：
[0009] 本发明提供一种具有散热功能的锂电池电极，电极包括电池主体、石墨烯过渡层以及主体外部的电极活性物质，电池主体由热管构成，电极活性物质设置在主体的外部，电极主体密封在壳体内并与电解液接触的部分作为热管的热端，电极主体伸出外壳并成为外部接线端的部分作为热管的冷端。
[0010] 进一步地，电池主体可为弯曲型或螺旋形，能进一步提高电极的散热效率，同时增大电极与电解液的接触面积，提高电池的转化效率。
[0011] 进一步地，本发明所述的锂电池电极，负极活性物质可为锂、锂合金或石墨等，正极活性物质可为磷酸铁锂、钴酸锂等。
[0012] 本发明还提供一种上述电极的制造方法，使用酸性溶液对热管的外表面进行预处理形成表面微结构，之后在微结构表面上沉积石墨烯过渡层，然后在过渡层上附着电极活性物质，最后在热管的冷端引出电极的极耳。
[0013] 进一步地，本发明所述的锂电池电极的制造方法，第一步，采用5%左右的稀硫酸或稀盐酸对热管的外表腐蚀30秒-2分钟，在热管的外表形成粗糙结构，然后对其进行超临界流体清洗1-5分钟；第二步，采用化学沉积的方法在粗糙结构上沉积石墨烯过渡层，将处理过的热管放入石英炉中，先保持200℃左右的中低温，并通入作为载气的氦气1-3分钟，氦气流速为５０ｓｃｃｍ，然后缓慢升温至800-1000℃，并通入碳源气体和二氧化硫（SO2）进行气相沉积，碳源气体可选自甲苯、乙炔、环乙烷等，二氧化硫与碳源气体的比例为1:9-3:7。在碳源气体中加入二氧化硫可在沉积过程中对石墨烯进行改性，形成微硫化石墨烯，能减少石墨烯的沉积缺陷（位错）等的产生，并增加石墨烯的导电能力。第三步，通过溶胶-凝胶反应和紫外或/和热交联反应在石墨烯过渡层上沉积电极活性物质。具体可为：将分子链中含有可紫外或热交联的基团的烷氧基硅烷、荷正电烷氧基硅烷、聚苯并咪唑以及电极活性物质共同进行溶胶-凝胶反应，随后进行紫外交联或热交联，以将电极活性物质沉积在石墨烯过渡层上。其中，分子链中含有可紫外或热交联的基团的烷氧基硅烷、荷正电烷氧基硅烷在反应过程中可形成离子交换膜的主体，电极活性物质在聚苯并咪唑的作用下镶嵌在离子交换膜中，共同形成电极的最外层活性层。离子交换膜可使电解液中的离子穿透从而便于与电极活性物质反应。
[0014] 所述分子链中含有可紫外或热交联的基团的烷氧基硅烷，其化学式可表示为R1aR2bSiY(4-a-b)，其中R1为4-乙烯基苯基、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基、γ-缩水甘油醚氧丙基或3-(对乙烯基-苯甲氨基)-丙基；R2为1-6个碳的烷基或芳基；Y为甲氧基或乙氧基；a的值为1或2，b的值为0或1，且(a+b)≤2；可以选用其中的一种，也可以同时使用两种或两种以上分子链中含有可紫外或热交联的基团的烷氧基硅烷。
[0015] 所述荷正电烷氧基硅烷，其化学式可表示为[R33N(CH2)nSiY3]+X-，其中R3为1-4个碳的直链烷基；n为1-4的整数；Y为甲氧基或乙氧基；X为碘或溴。
[0016] 本发明所述溶胶-凝胶反应，是指将分子链中含有可紫外或热交联的基团的烷氧基硅烷与荷正电烷氧基硅烷以及聚苯并咪唑和电极活性物质，在加入有机溶剂、催化剂和引发剂的条件下不停搅拌直至形成粘稠状混合物。催化剂包括盐酸、硫酸、三氟乙酸、氢氧化钠、氯化铵或氟化铵等，引发剂包括光引发剂1173、光引发剂184、光引发剂651、光引发剂907或过氧化二苯酰等，有机溶剂包括乙醇。
[0017] 本发明所述的紫外交联是指：在紫外灯的作用下，对粘稠状混合物进行均匀光照。
[0018] 本发明所述的热交联是指：将粘稠状混合物升温到200-300℃左右，然后保温15-30分钟。
