[发明专利]石墨烯改性锂离子电池及其制备方法

摘要

本发明公开一种石墨烯改性锂离子电池及其制备方法，电池包括：电池外壳、负极绝缘片、正极绝缘片、电芯及盖帽。电芯包括正极极片、负极极片及隔膜。正极极片包括正极集流体及正极材料涂层，正极材料涂层由正极材料混合物涂覆于正极集流体表面制成，正极材料混合物包含纳米颗粒正极材料、正极粘结剂、正极混合导电剂及正极溶剂。负极极片包括负极集流体及负极材料涂层，负极材料涂层由负极材料混合物涂覆于负极集流体表面制成。其中，正极混合导电剂中按重量份数计包含：97～99份正极导电剂基料、0.2～0.4份石墨烯、0.2～0.4份SP、以及0.2～0.4份KS‑6。

主权项

1.一种石墨烯改性锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括：(1)、准备纳米颗粒正极材料、正极粘结剂、正极混合导电剂和正极溶剂，将准备好的纳米颗粒正极材料、正极粘结剂、正极混合导电剂分别分散到正极溶剂中在超声波纳米乳化机中搅拌混合均匀，制成正极浆料，其中，正极混合导电剂中按重量份数计包含：97～99份正极导电剂基料、0.2～0.4份石墨烯、0.2～0.4份SP、以及0.2～0.4份KS‑6；(2)、准备纳米颗粒负极材料、负极混合导电剂、负极粘结剂和负极溶剂，将准备好的纳米颗粒负极材料、负极混合导电剂、负极粘结剂分散到负极溶剂中在超声波纳米乳化机中搅拌混合均匀，制成负极浆料；(3)、将正极浆料均匀涂布在正极集流体两侧表面，干燥后剪切制成正极极片；(4)、将负极浆料均匀涂布在负极集流体两侧表面，干燥后剪切制成负极极片；(5)、准备正极极耳，并将正极极耳固定在正极极片上；(6)、准备负极极耳，并将负极极耳固定在负极极片上；(7)、将正极极片、隔膜和负极极片通过叠片或卷绕方式制成石墨烯改性锂离子电池的电芯；以及(8)、将制成的电芯封装在电池外壳内制成石墨烯改性锂离子电池；其中，所述步骤(6)中准备负极极耳包括：(6.1)、按质量比0.8～1.5:1准备氧化石墨烯粉末和二乙胺基三氟化硫粉末，将准备好的氧化石墨烯粉末分散到去离子水中制得氧化石墨烯溶液，将准备好的二乙胺基三氟化硫加入氧化石墨烯溶液后进行微波和超声处理，保持温度70～90摄氏度，持续2.5～4小时，自然冷却至常温后过滤干燥得到氟化石墨烯；以及(6.2)、准备铜带，将步骤(6.1)准备好的氟化石墨烯加入水或有机溶剂中，制备成浓度为0.4～0.8毫克/摩尔的氟化石墨烯溶液，将铜带切段后在丙酮溶剂内进行超声波清洗，将清洗后的铜带用浓度为0.1～0.3摩尔/升的稀盐酸清洗3～10分钟，再用去离子水漂洗3～5次，将铜带在温度30～80摄氏度的环境中烘干，烘干时间设定为2～4小时，将氟化石墨烯溶液喷涂在铜带表面，喷涂厚度为5～45微米，铜带干燥后按所需尺寸裁剪，得到负极极耳。