[發明專利]一種鋰/氟化碳納米管電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710825819.5
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107611403B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 張柏華
• 申請（專利權）人: 遼寧蘭晶科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/58;H01M4/62;H01M6/16
• 代理公司: 21234 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張志偉

1.一種鋰/氟化碳納米管電池的制備方法，其特征在于，首先，將二氧化錳復合石墨烯的導電劑與含氟化鐵插層物的外壁氟化多壁碳納米管和粘結劑均勻混合，形成含氟化鐵插層物的外壁氟化多壁碳納米管/二氧化錳/石墨烯復合正極片；然后，在集流體上涂覆制成正極材料，并采用常規方法組裝電池；

含氟化鐵插層物的外壁氟化多壁碳納米管是采用如下工藝過程制備：首先將多壁碳納米管端帽通過酸堿刻蝕打開，然后在可抽真空的加熱反應器里用氯化鐵插層進去管壁內，再使用氟化氫將氯化鐵轉化為氟化鐵，然后使用氟氣進行氟化多壁碳納米管，最終形成外壁氟化、層間為氟化鐵、內層為具有導電性的復合型多壁碳納米管；

按重量百分比計算，該電池的正極材料配方如下：含氟化鐵插層物的外壁氟化多壁碳納米管的含量82%～90%，二氧化錳復合石墨烯的導電劑的總含量為2%～10%，粘結劑含量為6%～8%；該電池的負極為鋰。

2.按照權利要求1所述的鋰/氟化碳納米管電池的制備方法，其特征在于，二氧化錳復合石墨烯的導電劑采用如下方法制備：將片徑為0.5～3μm的本征導電型石墨烯超聲分散到40～60wt%濃度的硝酸錳水溶液中，再在配有尾氣處理裝置的旋轉爐里，160～200℃加熱脫水，最終錳鹽分解而形成二氧化錳復合石墨烯粉體。

3.按照權利要求1所述的鋰/氟化碳納米管電池的制備方法，其特征在于，鋰/氟化碳納米管電池的電解質為LiClO₄、LiAsF₆、LiPF₆、LiAlCl₄、LiBF₄、LiBr、LiCl中的一種，有機溶劑采用碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二甲醚、丁內酯、四氫呋喃、乙烯碳酸酯、二甲基碳酸酯和碳酸甲乙酯、甲基丙酸酯中的一種或兩種以上混合，電解質的濃度為0.8～1.2mol/L。

4.根據權利要求1所述的鋰/氟化碳納米管電池的制備方法，其特征在于，粘結劑為聚偏氟乙烯、丁苯橡膠或羧甲基纖維素鈉中的一種。

5.根據權利要求1所述的鋰/氟化碳納米管電池的制備方法，其特征在于，二氧化錳復合石墨烯的導電劑中，二氧化錳的含量為0.2wt%～8wt%。

6.根據權利要求1所述的鋰/氟化碳納米管電池的制備方法，其特征在于，含氟化鐵插層物的外壁氟化多壁碳納米管，其產物平均化學組成為CFxFey；其中，氟碳原子比為0.10～0.60，鐵碳原子比為0.10～0.30。