[發明專利]一種電沉積石墨烯薄膜鋰離子電池負極極片的制備方法

有效

• 申請號: 201810251729.4
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108448062B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 廖小東;黃興蘭
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H01M4/1393
• 分類號: H01M4/1393;H01M4/04
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 張吉

本發明公開了一種電沉積石墨烯薄膜鋰離子電池負極極片的制備方法，包括如下步驟：(1)配置pH=1?2的多酸溶液，將氧化石墨烯溶解于配置好的多酸溶液中，得到的分散體系作為電沉積液；(2)將銅箔置于電沉積液中進行沉積，在銅箔表面沉積得到多酸?石墨烯復合膜；(3)將制得的多酸?石墨烯復合膜在LiOH溶液中浸泡，使其氫離子和氫氧根離子充分反應，完成氫離子和鋰離子的交換，得到多酸鋰鹽?石墨烯復合膜；(4)將制得的多酸鋰鹽?石墨烯復合膜清洗，烘干，該方法制備的負極極片致密，均一性好；電沉積時間短，有利于生產效率的提高。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種電沉積石墨烯薄膜鋰離子電池負極極片的制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為21世紀最有發展前景的綠色產品之一，得到了廣大用戶的一致認可。隨著近幾年來的高速發展，鋰離子電池的產品開始多樣化，從早期的消費品電池演化為動力電池，儲能電池。但傳統的鋰離子電池原材料和制備工藝嚴重限制了鋰離子電池的發展，傳統的石墨負極極片的制備要經過攪拌制漿，涂布成片，加工周期至少48小時，加工周期較長，不利于生產效率的提高；石墨烯作為近幾年來的新型材料，一問世就得到了廣泛關注而采用。電沉積石墨烯薄膜制備的鋰離子電池負極極片，電沉積可以直接制備成極片，時間短，有利于生產效率的提高。

另有中國專利申請號為201611046762.0，于2017年5月10日公開了一種鋰離子電池，包括正極片、負極片、隔膜、非水電解液和殼體，正極片、負極片、隔膜和非水電解液容置在殼體形成的收容空間內；正極片包括集流體和涂覆在集流體表面的鋰離子電池正極材料，鋰離子電池正極材料包括正極活性材料、粘結劑和有機溶劑，正極活性材料和粘結劑分散在有機溶劑中，正極活性材料的質量占正極活性材料和粘結劑總質量的50％-95％，正極活性材料包括磷酸鐵鋰和包覆在磷酸鐵鋰表面的石墨烯，磷酸鐵鋰與石墨烯的質量比為(1-100):1；負極片包括集流體和涂覆在集流體表面的鋰離子電池負極材料，電池負極材料包括負極活性材料，負極活性材料包括天然石墨、人造石墨、軟碳和硬碳中的至少一種。上述發明同要經過攪拌制漿，涂布成片，其加工周期較長，不利于生產效率的提高。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種電沉積石墨烯薄膜鋰離子電池負極極片的制備方法，該方法電沉積時間短，通過電沉積制備的極片致密，均一性好；有利于生產效率的提高。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種電沉積石墨烯薄膜鋰離子電池負極極片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)配置pH=1-2的多酸溶液，將氧化石墨烯溶解于配置好的多酸溶液中，得到的分散體系作為電沉積液；

(2)將銅箔置于電沉積液中進行沉積，在銅箔表面沉積得到多酸-石墨烯復合膜；

(3)將制得的多酸-石墨烯復合膜在LiOH溶液中浸泡，使其氫離子和氫氧根離子充分反應，完成氫離子和鋰離子的交換，得到多酸鋰鹽-石墨烯復合膜；

(4)將制得的多酸鋰鹽-石墨烯復合膜清洗，烘干。制得本發明的負極極片。

所述的多酸為H₃XY₁₂O₄₀、H₄XY₁₂O₄₀中的一種或者多種的混合物，其中X指P、Si兩種元素中任意一種；Y指Mo、W兩種元素中任意一種。

所述步驟(2)中的沉積方法是：電勢區間設置為-1.4～0.6V，掃描速率設置為50mV/s，循環沉積50次。

所述步驟(2)中多酸-石墨烯復合膜的厚度為20-30微米。

所述步驟(4)中清洗方式為：用蒸餾水與無水乙醇交替清洗，直至濾液為無色；烘干方式為：將清洗好的多酸鋰鹽-石墨烯復合膜在80-120℃下烘干。