[發明專利]一種柔性快充的鋰金屬電池制備方法

在審

• 申請號: 201710432862.5
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107221709A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 陳筱薷;張強;程新兵;黃佳琦
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M4/134;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種柔性快充的鋰金屬電池制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)將石墨烯、碳納米管或石墨烯和碳納米管的混合物溶于有機溶劑中，制成體積質量濃度為0.1g/L-10g/L的有機溶液，再在有機溶液中加入粘結劑，粘結劑的體積質量濃度為0.01g/L-100g/L，超聲后，涂覆在集流體表面制成自支撐極片；

2)取自支撐極片與金屬鋰復合，制成鋰-石墨烯復合電極或鋰-碳納米管復合電極；

3)以柔性磷酸鐵鋰紙作為正極，復合電解質作為隔膜，鋰-石墨烯復合電極或鋰-碳納米管復合電極或鋰-石墨烯-碳納米管復合電極作為負極，組裝后得柔性快充的鋰金屬電池。

2.按照權利要求1所述的電池的一種柔性快充的鋰金屬電池制備方法，特其征在于：所述的石墨烯包括單層石墨烯、雙層石墨烯以及多層石墨烯中的一種或幾種，碳納米管直徑在2nm-50nm之間，石墨烯和碳納米管按照質量比0:1-1:0混合。

3.按照權利要求1所述的一種柔性快充的鋰金屬電池制備方法，其特征在于：所制備的鋰-石墨烯復合電極或鋰-碳納米管復合電極的厚度為50μm-1000μm。

4.按照權利要求1、2或3所述的一種柔性快充的鋰金屬電池制備方法，其特征在于：所述的有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-異丙基吡咯烷酮、N-月桂基吡咯烷酮、N-環己基吡咯烷酮、N-芐基吡咯烷酮、N-羥乙基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、十二烷基苯磺酸鈉，聚乙烯吡咯烷酮和聚氧乙烯蓖麻油中的一種或幾種。

5.按照權利要求1、2或3所述的一種柔性快充的鋰金屬電池制備方法，其特征在于：所述的粘結劑為聚偏氟乙烯、丁苯橡膠、氯丁橡膠、甲苯橡膠和丁腈中的一種或幾種。

6.按照權利要求1、2或3所述的一種柔性快充的鋰金屬電池制備方法，其特征在于：所述的集流體為銅箔和鋁箔中的一種。

7.按照權利要求1、2或3所述的一種柔性快充的鋰金屬電池制備方法，其特征在于：所述的自支撐極片與金屬鋰復合方式采用熱熔法、化學沉積法、電沉積法、和輥壓法中的一種或多種。

8.按照權利要求1、2或3所述的一種柔性快充的鋰金屬電池制備方法，其特征在于：所述的復合電解質為聚環氧乙烷、鋰鑭鋯氧、鋰鋁鈦的磷酸鹽、鋰鋁鍺的磷酸鹽、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、六氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰和氟化鉀中的兩種或多種的組合。