[發(fā)明專利]一種超快充放電大容量鋁-石墨烯電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910119925.0
• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN109830665A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 車春玲
• 申請（專利權(quán)）人: 山東星火科學(xué)技術(shù)研究院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/48;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 濟南舜科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37274
• 代理人: 徐娟

本發(fā)明公開了一種超快充放電大容量鋁?石墨烯電池，由涂有正極材料的正極片、負(fù)極鋁、隔膜、電解液和電池殼體組成，所述正極材料由氧化石墨烯、納米硅、二氧化錫、硫酸鎳制成。有效避免納米硅、氧化石墨烯、二氧化錫粒子的團聚，提高了材料的導(dǎo)電性，具有良好的快速充放電性能，電池比容量大，循環(huán)穩(wěn)定性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池領(lǐng)域，具體涉及一種超快充放電大容量鋁-石墨烯電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池由于其容量高、循環(huán)壽命長、安全性能好等優(yōu)點使其在各領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景，而正極材料是鋰離子電池的重要組成部分，正極材料的好壞決定了鋰離子電池的性能和價格。

石墨烯具有獨特的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)以及熱學(xué)性能，是一種具有良好應(yīng)有前景的鋰電池電極材料，利用石墨烯獲得具有特殊形貌和微觀結(jié)構(gòu)的電極材料，能有效改善材料的各項電化學(xué)性能，正極復(fù)合材料中石墨烯形成的連續(xù)三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)可有效提高復(fù)合材料的電子及離子傳輸能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超快充放電大容量鋁-石墨烯電池。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種超快充放電大容量鋁-石墨烯電池，由涂有正極材料的正極片、負(fù)極鋁、隔膜、電解液和電池殼體組成，所述正極材料由氧化石墨烯、納米硅、二氧化錫、硫酸鎳制成。

具體地，所述正極材料的制備方法如下：

1)取氧化石墨烯加入去離子水中，超聲分散2-5h，得氧化石墨烯分散液；

2)取納米硅粒子加入PVP水溶液中，超聲30min分散均勻得納米硅的PVP分散液；

3)向氧化石墨烯分散液中加入二水合氯化亞錫和37％的鹽酸，然后加入納米硅的PVP分散液、硫酸鎳，攪拌反應(yīng)3-5h，于900W功率下輻照3-5min，過濾，去離子水洗滌多次，70-80℃真空干燥12-24h，得正極材料。

具體地，所述步驟1)中氧化石墨烯分散液的質(zhì)量濃度為10-15％。

具體地，所述步驟2)中PVP水溶液的質(zhì)量濃度為5-15％，納米硅的PVP分散液的質(zhì)量濃度為2-5％。

具體地，所述步驟3)中氧化石墨烯、二水合氯化亞錫、鹽酸、納米硅、硫酸鎳的質(zhì)量比為20-30：3-5：5-8：5-10：3-8。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明制備的鋁-石墨烯電池采用氧化石墨烯、納米硅、二氧化錫、硫酸鎳制成正極材料，有效避免納米硅、氧化石墨烯、二氧化錫粒子的團聚，提高了材料的導(dǎo)電性，具有良好的快速充放電性能，電池比容量大，循環(huán)穩(wěn)定性高。

具體實施方式

以下是本發(fā)明的具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步描述，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于這些實施例。凡是不背離本發(fā)明構(gòu)思的改變或等同替代均包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實施例1

一種超快充放電大容量鋁-石墨烯電池，由涂有正極材料的正極片、負(fù)極鋁、隔膜、電解液和電池殼體組成，所述正極材料由氧化石墨烯、納米硅、二氧化錫、硫酸鎳制成。正極材料的制備方法如下：

1)取氧化石墨烯加入去離子水中，超聲分散4h，得質(zhì)量濃度為15％的氧化石墨烯分散液。

2)取納米硅粒子加入質(zhì)量濃度為12％的PVP水溶液中，超聲30min分散均勻得質(zhì)量濃度為4％的納米硅的PVP分散液。

3)向氧化石墨烯分散液中加入二水合氯化亞錫和37％的鹽酸，然后加入納米硅的PVP分散液、硫酸鎳，其中氧化石墨烯、二水合氯化亞錫、鹽酸、納米硅、硫酸鎳的質(zhì)量比為25：4：7：5：8，攪拌反應(yīng)4h，于900W功率下輻照5min，過濾，去離子水洗滌多次，80℃真空干燥12h，得正極材料。