[發(fā)明專利]一種用混合碳材料作正負(fù)極的鋰雙離子全電池在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710172262.X | 申請(qǐng)日： | 2017-03-22 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108630993A | 公開（公告）日： | 2018-10-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 林楷睿 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 福建新峰二維材料科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M10/058 | 分類號(hào)： | H01M10/058;H01M4/36;H01M4/587;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 362000 福建省泉*** | 國省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 混合碳材料 正負(fù)極 制備 正負(fù)電極 混合碳 全電池 碳材料 離子 充放電過程 鋰鹽電解液 倍率性能 長期循環(huán) 環(huán)境友好 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 制備鋰鹽 電解液 組裝 電池 消耗 | ||
本發(fā)明公開了一種用混合碳材料作正負(fù)極的鋰雙離子全電池的制備方法，所述方法包括以下步驟：首先制備混合碳材料；再用混合碳材料制備混合碳正負(fù)電極；然后制備鋰鹽電解液；最后將混合碳正負(fù)電極和鋰鹽電解液組裝成全電池。本發(fā)明采用的正負(fù)極碳材料易得、價(jià)格便宜，對(duì)環(huán)境友好，混合碳材料利用多種碳材料相混合，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在充放電過程不消耗不損耗，長期循環(huán)穩(wěn)定性好，倍率性能佳。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及領(lǐng)域，尤其涉及一種用混合碳材料作正負(fù)極的鋰雙離子全電池。
背景技術(shù)
鋰離子電池(LIBs)由于其相對(duì)較高的放電電壓、能量密度和很好的功率性能，所以無處不在的應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。隨著現(xiàn)代科技進(jìn)步及需求，開發(fā)高能量密度、低成本的新型可充電電池體系已經(jīng)受到了越來越多的關(guān)注。目前已經(jīng)市場(chǎng)化的鋰離子電池一般采用鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等作為正極材料，這些材料價(jià)格昂貴，使得鋰離子電池成本較高。再者由于有機(jī)電解質(zhì)體系等原因，電池內(nèi)阻相對(duì)較大，不能大電流放電。
雙離子電池(DIBs)，作為一種高能量和低成本的電能存儲(chǔ)裝置，已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了幾十年。通常情況下，雙離子電池在充電過程通過促使陰離子和陽離子在電解液中分別嵌入到正極和負(fù)極中，放電過程則反之。
發(fā)明內(nèi)容
為解決目前鋰離子電池仍然存在的成本高及雙離子電池還未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化等問題，本發(fā)明提供了一種正負(fù)極材料均用混合碳材料的鋰雙離子全電池的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種用混合碳材料作正負(fù)極的鋰雙離子全電池的制備方法，所述方法包括以下步驟：
制備混合碳材料；
用混合碳材料制備混合碳正負(fù)電極；
制備鋰鹽電解液；
將混合碳正負(fù)電極和鋰鹽電解液組裝成全電池。
進(jìn)一步的，所述制備混合碳材料的方法為將兩種或多種碳材料或/和金屬化合物按一定比例進(jìn)行混合；然后在絕水環(huán)境下研磨10-15h；再在保護(hù)氣體氛圍下以2-5℃的升溫速率升溫到80-150℃，然后恒溫處理10-20h，得到混合碳材料。
進(jìn)一步的，所述碳材料為石墨烯、氧化石墨烯、石墨、石墨粉、納米石墨、納米石墨粉、碳納米管、活性炭粉、膨脹石墨、膨脹石墨烯、三維石墨烯、炭黑、軟碳、石墨球等。
進(jìn)一步的，所述金屬化合物為金屬氧化物、金屬硫化物等。
進(jìn)一步的，所述制備混合碳正負(fù)電極方法為將混合碳材料：乙炔黑：羧甲基纖維素按質(zhì)量比為8：0.5-2：0.5-2進(jìn)行均勻混合；然后將混合物溶于乙醇：H2O的質(zhì)量比為1：1-3的混合溶液中并持續(xù)攪拌10-24h；接著將混合物分別均勻涂布到正負(fù)極基片上，并在50-80℃的真空爐下干燥5-24h，得到碳正負(fù)電極。
進(jìn)一步的，所述混合碳正電極中的涂布基片為鋁箔，混合碳材料的平均重量約為0.3-10mg/cm2，所述混合碳負(fù)電極中的涂布基片為銅箔，混合碳材料的平均重量約為0.3-10mg/cm2。
進(jìn)一步的，所述制備鋰鹽電解液方法為將0.01-10M的鋰鹽電解質(zhì)溶于溶劑中，形成均勻的鋰鹽電解液。
進(jìn)一步的，所述鋰鹽電解質(zhì)為氟化鋰(LiF)、六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、高氯酸鋰(LiClO4)等中的一種。
進(jìn)一步的，所述溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,2-二甲氧基乙烷(DME)中的兩種按體積比為1：1-10(即v1:v2＝1：1-10)混合而成的混合溶液。
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