[發明專利]一種包含石墨烯/纖維素復合材料的鋰離子電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710390786.6
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN108933236B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 周建軍;胡志宇;李林;方芳
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/60;H01M10/0525
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

1.一種鋰離子電池用負極，其特征在于，所述負極包括負極片和負極片一側表面上的石墨烯/纖維素復合材料層，所述石墨烯/纖維素復合材料層包括石墨烯、纖維素和其他助劑，所述纖維素一部分嵌入石墨烯的片層之間、另一部分附著在石墨烯的片層表面；所述其他助劑選自表面活性劑、分散劑中的至少一種；

所述石墨烯/纖維素復合材料層通過包括下述步驟的方法獲得：

（1’）將石墨和纖維素進行混合并研磨，制備得到混合物料；

（2’）將步驟（1’）的混合物料溶于水中，加入其他助劑，混合均勻，制備得到所述石墨烯/纖維素復合材料的混合漿料；

（3’）將步驟（2’）的混合漿料涂覆到負極片一側表面上；

（4’）將步驟（3’）中涂覆有混合漿料的負極片烘干，制備得到附著在所述負極片的一側表面上的石墨烯/纖維素復合材料層。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池用負極，其特征在于，所述負極片的厚度為50-150μm。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池用負極，其特征在于，所述負極片包括負極活性材料、導電劑、第一粘結劑和負極集流體。

4.根據權利要求3所述的鋰離子電池用負極，其特征在于，所述負極活性材料選自天然石墨、碳納米管、人造石墨、石墨烯中的至少一種；

所述導電劑選自乙炔黑、導電碳黑、碳纖維、碳納米管、科琴黑、石墨導電劑中的至少一種；

所述第一粘結劑選自聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚烯烴類、聚偏氟乙烯、丁苯橡膠、氟化橡膠、聚氨酯類、羥甲基纖維素鹽中的至少一種。

5.權利要求1-4任一項所述的鋰離子電池用負極的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）將石墨和纖維素進行混合并研磨，制備得到混合物料；

（2）將步驟（1）的混合物料溶于水中，加入其他助劑，混合均勻，制備得到所述石墨烯/纖維素復合材料的混合漿料；

（3）將步驟（2）的混合漿料涂覆到負極片一側表面上；

（4）將步驟（3）中涂覆有混合漿料的負極片烘干，制備得到所述鋰離子電池用負極；

其中，所述其他助劑選自表面活性劑、分散劑中的至少一種。

6.根據權利要求5所述的鋰離子電池用負極的制備方法，其特征在于，在步驟（1）中，所述的研磨為在球磨機中進行研磨，所述研磨時間為5-24h；所述研磨溫度為室溫。

7.根據權利要求5所述的鋰離子電池用負極的制備方法，其特征在于，在步驟（2）中，所述混合物料與水的質量比為(0.1-50):100。

8.根據權利要求5所述的鋰離子電池用負極的制備方法，其特征在于，在步驟（3）中，所述涂覆選自噴涂、刮刀涂覆、涂布輥、涂布刷方式中的至少一種。

9.根據權利要求5所述的鋰離子電池用負極的制備方法，其特征在于，所述電池負極片由負極集流體及負極材料層組成，所述負極材料層包括負極活性材料、導電劑和第一粘結劑。

10.根據權利要求5所述的鋰離子電池用負極的制備方法，其特征在于，在步驟（4）中，所述烘干的時間為1-24h；所述烘干的溫度為60-120℃。