[發明專利]含有石墨烯的錳酸鋰正極極片及其制備方法在審

申請號：	201410387821.5	申請日：	2014-08-07
公開（公告）號：	CN104218237A	公開（公告）日：	2014-12-17
發明（設計）人：	孫琦;李巖;孫慧英	申請（專利權）人：	青島乾運高科新材料股份有限公司
主分類號：	H01M4/505	分類號：	H01M4/505
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	266111 山東省***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	含有石墨錳酸鋰正極及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及新能源材料技術領域，更具體地說是一種含有石墨烯的錳酸鋰正極極片及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池由于具有輸出電壓高、比能量大、循環壽命長、安全性能優越、無記憶效應等優點，被廣泛應用于便攜式電子產品和通訊工具中，在這些應用中，除要求其具有大的比容量外，大倍率下的充放電性能也是極其重要的技術指標，為保持電池循環過程中良好的大倍率充放電特性和較長的使用壽命，需在電極中加入導電劑，以填補電極材料在嵌入、脫出鋰過程中產生的空隙，保持電極穩定的導電性，但現有技術的導電劑，如導電碳黑或導電石墨，不能從根本上解決正極材料導電性能差的問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明設計了一種導電性能良好的含有石墨烯的錳酸鋰正極極片及其制備，其原理是：石墨烯作為一種新型的碳質材料，其碳原子最外層電子通過sp2雜化形成大π鍵，存在大量可以自由移動的電子，具有比其它碳質材料更好的導電性能，是一種優良的導電劑，以石墨烯為導電劑添加到鋰離子電池正極材料中，可以在正極材料中形成一個體積電阻率很小的導電網絡，明顯改善正極材料的導電性能，顯著提高電池的充放電效率和循環壽命。

本發明的技術方案為：一種含有石墨烯的錳酸鋰正極極片，其特征是含有石墨烯的錳酸鋰正極極片由涂覆材料涂覆在鋁箔的表面構成，涂覆材料由正極材料、導電劑、粘結劑組成，其重量百分比為正極材料：75～94％、導電劑：1～15％、粘結劑：5～10％，正極材料為錳酸鋰，導電劑為石墨烯，粘結劑采用聚偏氟乙烯。

本發明所述的含有石墨烯的錳酸鋰正極極片的制備方法是：

含有石墨烯的錳酸鋰正極極片的制備方法是將石墨烯分散液與錳酸鋰混合，然后將所得混合物加至聚偏氟乙烯的N-甲基-2吡咯烷酮溶液中混合成漿料，涂覆在鋁箔的表面，干燥制得含有石墨烯的錳酸鋰電極極片。

石墨烯分散液是將石墨烯溶于水或有機分散劑中超聲分散得到的懸浮液，靜置10～36小時，去除沉積物后，再靜置10～24小時，制得穩定、均勻的石墨烯分散液，其濃度為0.01～1mg/ml。

有機分散劑采用無水乙醇、異丙醇、甲醇、乙二醇中的一種或兩種的混合物，優選無水乙醇、異丙醇中的一種。

超聲頻率為40KHz，超聲功率為120W，超聲時間為20～60min。

懸浮液的濃度為1～15mg/ml。

石墨烯采用氧化石墨烯經高溫還原所得，其氧化石墨烯為單層或層數為2～20層的薄層石墨烯，尺寸介于5nm～20μm。

本發明的有益效果是含有石墨烯的錳酸鋰正極極片的制備方法制得的正極極片提升了電池的容量、循環性能和倍率性能，提高了石墨烯的有效利用率。

具體實施方式：

下面結合具體實施例進一步詳細說明本發明的實施方案，以便公眾更好地掌握本發明的具體實施方法。

實施例1