[发明专利]一种高能量密度、高功率密度锂离子电池的制备方法

摘要

本发明涉及锂离子电池的制备方法，提供一种高能量密度、高功率密度新型锂离子电池的制备方法。包括以下步骤：a)制备负极；a1)制备Si₃N₄亚微米线膜；a2)在锂片表面滴加电解液，将Si₃N₄亚微米线膜覆盖在锂片表面，制备得到负极；b)制备正极活性材料；b1)制备氧化石墨烯GO；b2)配制氧化石墨烯GO溶液，加入V₂O₅，制备得到正极所需的活性材料；c)正、负极组装；将b)所得活性材料H₂V₃O₈‑Graphene与导电剂Super P和粘结剂PVDF按照一定的质量比加入溶剂NMP中配成浆料，涂敷于铝箔上，烘干作正极，与a)所得Si₃N₄‑Li组装得到锂离子电池。

主权项

1.一种高能量密度、高功率密度锂离子电池的制备方法，包括以下环节：a)制备负极a1)制备独立的Si₃N₄亚微米线膜，具体制备过程如下：将含聚脲硅氮烷和催化剂Fe的溶液涂覆在碳纤维的表面，并盖上一层石墨纸基材，在220‑300℃下交联之后，前体在1000℃下分解成无定形Si‑C‑N陶瓷，当温度升高到Fe‑Si‑C‑N四元体系的共晶温度时，Si‑C‑N陶瓷进一步与Fe反应形成液态合金；然后在1000‑2000℃下，过饱和液相与N₂气反应，在液/气界面形成Si₃N₄亚微米线膜，该Si₃N₄亚微米线膜能够从石墨纸基材完全剥离；a2)在锂片表面滴加电解液，将Si₃N₄亚微米线膜覆盖在锂片表面，制备得到负极，记为Si₃N₄–Li；b)制备正极活性材料b1)制备氧化石墨烯GO；b2)配制2‑3mg·mL^‑1的氧化石墨烯GO溶液，加入8:1mg:mL^‑1V₂O₅，采用水热合成法制备得到正极所需的活性材料，该活性材料为钒氧化物H₂V₃O₈与还原氧化石墨烯的复合材料，记为H₂V₃O₈‑Graphene；c)正、负极组装将环节b)所得活性材料H₂V₃O₈‑Graphene与导电剂Super P和粘结剂PVDF按照(6‑7)：(1‑2.5)：(2‑1.5)的质量比加入溶剂N‑甲基吡咯烷酮NMP中配成浆料，涂敷于铝箔上，烘干作正极，与环节a)所得Si₃N₄‑Li组装得到锂离子电池。