[發明專利]一種低成本石墨烯鋰電復合材料

有效

• 申請號: 202110164306.0
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112968156B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 孫偉俊
• 申請（專利權）人: 孫偉俊
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/04
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

本發明涉及電池技術領域，且公開了一種低成本石墨烯鋰電復合材料，包括有以下原料：石墨烯、陶瓷氧化鋁以及導電炭黑，所述石墨烯與陶瓷氧化鋁復合材料的質量配比份數為：石墨烯2份?5份以及陶瓷氧化鋁95份?98份，所述導電炭黑復合材料的質量配比份數為：石墨烯1份?2份、陶瓷氧化鋁28份?29份以及導電炭黑70份。本發明的優點在于：通過將陶瓷氧化鋁與石墨烯形成復合材料，并保證石墨烯的包覆量為百分之二，其中包覆量也即質量分數，兩種材料所形成的符合材料，其包覆效果較好，且具有較高的耐熱性和阻燃性能，同時還提升了單個材料的庫侖效率，并增加了整個材料的放電比容量，滿足實際使用的需要，且整個材料制備過程簡單，便于生產。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體為一種低成本石墨烯鋰電復合材料。

背景技術

導電炭黑材料以其超高的放電比容量引人注目，即具有較大的不可逆充電比容量，石墨烯具有高導電率、大比表面積、特殊的二維網狀結構等特性，可用來包覆導電炭黑材料，緩解材料極化，這種超材料內部具有蜂窩式微結構，能夠提供超強的彈性和結構魯棒性。復合材料由夾在陶瓷層之間相互連接的石墨烯所組成。石墨烯支架又被稱為氣凝膠，它是用一種叫做原子層沉積的工藝與陶瓷層進行化學鍵合的。石墨烯氣凝膠的幾何形狀，沉積了一層很薄的陶瓷層，使石墨烯成為一種更加實用的功能性材料。但是，目前使用的石墨烯電池存在放電不穩定，且由于目前石墨烯復合材料配比不合適，使得電池的容量保持率較低，并且阻抗較高，因此本發明提出一種低成本石墨烯鋰電復合材料，用于解決現有問題。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種低成本石墨烯鋰電復合材料，具備放電比容量高、放電穩定、容量保持率高以及阻抗低等優點，解決了放電不穩定、容量保持率較低以及阻抗較高的問題。

(二)技術方案

為實現上述放電比容量高、放電穩定、容量保持率高以及阻抗低的目的，本發明提供如下技術方案：一種低成本石墨烯鋰電復合材料，包括有以下原料：石墨烯、陶瓷氧化鋁以及導電炭黑，所述石墨烯與陶瓷氧化鋁復合材料的質量配比份數為：石墨烯2份-5份以及陶瓷氧化鋁95份-98份，所述導電炭黑復合材料的質量配比份數為：石墨烯1份-2份、陶瓷氧化鋁28份-29份以及導電炭黑70份。

一種低成本石墨烯鋰電復合材料的制備方法，包括有以下步驟：

1)、將石墨烯和陶瓷氧化鋁取出并放置在天平托盤上進行稱重，按照配方中的比重取出相應的原料；

2)、將按照配方比重取出的石墨烯溶解，并進行過濾，最后將其放置進烘干機內進行烘干備用；

3)、將按照配方比重取出的陶瓷氧化鋁放入粉碎機內進行粉碎，并對粉碎完成的粉末進行篩選；

4)、將烘干后的石墨烯加入酒精制成溶液，并將篩選后的陶瓷氧化鋁放入制成的溶液內，使用球磨機進行攪拌和研磨，形成石墨烯和陶瓷氧化鋁復合溶液；

5)、將石墨烯和陶瓷氧化鋁復合溶液放入烘干機內進行烘干，備用；

6)、將烘干后的石墨烯和陶瓷氧化鋁復合材料和導電炭黑取出并放置在天平托盤上進行稱重，按照配方中的比重取出相應的原料；

7)、將按照配方比重取出的導電炭黑放置進烘干機進行烘干；

8)、將按照配方比重取出的石墨烯和陶瓷氧化鋁復合材料和導電炭黑放置于水熱反應設備內；

9)、將收集的晶體進行定量質檢之后，分別將檢驗合格和未合格的晶體密封保存。

優選的，所述步驟2)中石墨烯的過濾次數大于3次，所述步驟2)中石墨烯的烘干時間為20-24小時，所述步驟2)中石墨烯的烘干溫度為55-65度。