CN106654382A - 一种石墨烯电池的制备方法 - Google Patents

一种石墨烯电池的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106654382A
CN106654382A CN201710006076.9A CN201710006076A CN106654382A CN 106654382 A CN106654382 A CN 106654382A CN 201710006076 A CN201710006076 A CN 201710006076A CN 106654382 A CN106654382 A CN 106654382A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
graphene battery
polymer electrolyte
preparation
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710006076.9A
Other languages
English (en)
Inventor
王奉瑾
戴雪青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710006076.9A priority Critical patent/CN106654382A/zh
Publication of CN106654382A publication Critical patent/CN106654382A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提出一种石墨烯电池的制备方法，通过在有机薄膜上依次采用高能射线照射制备石墨烯电池负极、聚合物电解质和电池正极，得到石墨烯电池。本发明采用高能射线，通过可寻址技术，编程设置x、y轴的走位控制还原石墨烯的布局以及聚合物电解质和电池正极的固化，定位准确，可同时制造多块石墨烯电池，且避免有毒还原剂的使用，环保；无需另外装配极耳和背电极，简化电池结构，减少加工工序；采用大直径卷绕设备，卷绕完成后进行裁剪，操作简单、效率高。

Description

一种石墨烯电池的制备方法
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种石墨烯电池的制备方法。
背景技术
石墨烯狭义上指单层石墨，厚度为0.335nm，仅有一层碳原子，但实际上10层以内的石墨结构也可称作石墨烯。而10层以上的则被称为石墨薄膜。石墨烯的每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个杂化，并贡献剩余一个p轨道电子形成π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯优异的导性。由于原间作用力非常强，在常温下，即使周围碳原子发生碰撞，石墨烯中的电子受到的干扰也很小。在传输时不易发生散射，约为硅中电子迁移率的140倍。其电导率可达106s/m，是常温下导电性最佳的材料，可应用到各种电子元器件的制造。
石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。但是，现有的石墨烯电池对制备条件及环境要求较高，量产难度大、成本高。
发明内容
为解决上述问题，本发明的提出一种条件简单、产量好、效益高的石墨烯电池的制备方法。
本发明提出一种石墨烯电池的制备方法，包括以下步骤：
S1、在有机薄膜上涂覆氧化石墨烯溶液，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用高能射线在氧化石墨烯上进行照射，还原出若干石墨烯电池负极和负极极耳，清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯电池负极和极耳；
S2、在石墨烯电池负极和极耳上涂覆聚合物电解质，通过x,y轴平面寻址定位，采用高能射线进行照射，清洗多余的电解质，干燥得到固体聚合物电解质；
S3、在固体聚合物电解质上涂覆正极材料，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用高能射线进行照射，清洗多余的正极材料，清洗多余的正极材料，干燥得到电池正极，该电池正极和石墨烯电池负极和固体聚合物电解质组成石墨烯电池；
S4、将有机薄膜进行卷绕切割，根据石墨烯电池的形状裁剪成型，铆接电极，进行包装。
优选的，所述有机薄膜为聚二甲基硅氧烷薄膜、聚乙烯醇薄膜、PE薄膜、聚酯薄膜或涂覆水性UV树脂的薄膜中的一种。
优选的，所述高能射线包括激光、X射线、粒子束。
优选的，所述涂覆操作为喷涂、印刷或炫涂。
优选的，所述清洗操作是指用极性溶剂或有机溶剂进行清洗。
本发明的有益效果为：
1、采用高能射线，通过可寻址技术，编程设置x、y轴的走位控制还原石墨烯的布局以及聚合物电解质和电池正极的固化，定位准确，可同时制造多块石墨烯电池，且避免有毒还原剂的使用，环保。
2、无需另外装配极耳和背电极，简化电池结构，减少加工工序。
3、采用大直径卷绕设备，卷绕完成后进行裁剪，操作简单、效率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。
实施例一：
一种石墨烯电池的制备方法，包括以下步骤：
S1、在聚酯薄膜上喷涂氧化石墨烯溶液，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用激光在氧化石墨烯上进行照射，还原出若干石墨烯电池负极和负极极耳，采用去离子水清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯电池负极和极耳；
S2、在石墨烯电池负极和极耳上喷涂聚合物电解质，通过x,y轴平面寻址定位，采用激光进行照射，清洗多余的电解质，干燥得到固体聚合物电解质；
S3、在固体聚合物电解质上喷涂正极材料，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用激光进行照射，清洗多余的正极材料，清洗多余的正极材料，干燥得到电池正极，该电池正极和石墨烯电池负极和固体聚合物电解质组成石墨烯电池；
S4、将聚酯薄膜进行卷绕切割，根据石墨烯电池的形状裁剪成型，铆接电极，进行包装。
实施例二：
一种石墨烯电池的制备方法，包括以下步骤：
S1、在聚乙烯醇薄膜上印刷氧化石墨烯溶液，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用X射线在氧化石墨烯上进行照射，还原出若干石墨烯电池负极和负极极耳，采用去离子水清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯电池负极和极耳；
S2、在石墨烯电池负极和极耳上印刷聚合物电解质，通过x,y轴平面寻址定位，采用X射线进行照射，清洗多余的电解质，干燥得到固体聚合物电解质；
S3、在固体聚合物电解质上印刷正极材料，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用X射线进行照射，清洗多余的正极材料，清洗多余的正极材料，干燥得到电池正极，该电池正极和石墨烯电池负极和固体聚合物电解质组成石墨烯电池；
S4、将聚乙烯醇薄膜进行卷绕切割，根据石墨烯电池的形状裁剪成型，铆接电极，进行包装。
实施例三：
一种石墨烯电池的制备方法，包括以下步骤：
S1、在聚二甲基硅氧烷薄膜上旋涂氧化石墨烯溶液，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用粒子束在氧化石墨烯上进行照射，还原出若干石墨烯电池负极和负极极耳，采用去离子水清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯电池负极和极耳；
S2、在石墨烯电池负极和极耳上旋涂聚合物电解质，通过x,y轴平面寻址定位，采用粒子束进行照射，清洗多余的电解质，干燥得到固体聚合物电解质；
S3、在固体聚合物电解质上旋涂正极材料，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用粒子束进行照射，清洗多余的正极材料，清洗多余的正极材料，干燥得到电池正极，该电池正极和石墨烯电池负极和固体聚合物电解质组成石墨烯电池；
S4、将聚二甲基硅氧烷薄膜进行卷绕切割，根据石墨烯电池的形状裁剪成型，铆接电极，进行包装。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种石墨烯电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在有机薄膜上涂覆氧化石墨烯溶液，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用高能射线在氧化石墨烯上进行照射，还原出若干石墨烯电池负极和负极极耳，清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯电池负极和极耳；
S2、在石墨烯电池负极和极耳上涂覆聚合物电解质，通过x,y轴平面寻址定位，采用高能射线进行照射，清洗多余的电解质，干燥得到固体聚合物电解质；
S3、在固体聚合物电解质上涂覆正极材料，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用高能射线进行照射，清洗多余的正极材料，清洗多余的正极材料，干燥得到电池正极，该电池正极和石墨烯电池负极和固体聚合物电解质组成石墨烯电池；
S4、将有机薄膜进行卷绕切割，根据石墨烯电池的形状裁剪成型，铆接电极，进行包装。
2.根据权利要求1所述的石墨烯电池的制备方法，其特征在于，所述有机薄膜为聚二甲基硅氧烷薄膜、聚乙烯醇薄膜、PE薄膜、聚酯薄膜或涂覆水性UV树脂的薄膜中的一种。
3.根据权利要求1所述的石墨烯电池的制备方法，其特征在于，所述高能射线包括激光、X射线、粒子束。
4.根据权利要求1所述的石墨烯电池的制备方法，其特征在于，所述涂覆操作为喷涂、印刷或炫涂。
5.根据权利要求1所述的石墨烯电池的制备方法，其特征在于，所述清洗操作是指用极性溶剂或有机溶剂进行清洗。
CN201710006076.9A 2017-01-05 2017-01-05 一种石墨烯电池的制备方法 Pending CN106654382A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710006076.9A CN106654382A (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种石墨烯电池的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710006076.9A CN106654382A (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种石墨烯电池的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106654382A true CN106654382A (zh) 2017-05-10

Family

ID=58843147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710006076.9A Pending CN106654382A (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种石墨烯电池的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106654382A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111924832A (zh) * 2020-09-23 2020-11-13 广西师范大学 一种电极阵列电化学剥离石墨生产石墨烯的装置和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101723310A (zh) * 2009-12-02 2010-06-09 吉林大学 一种利用氧化石墨烯制备导电微纳结构的光加工方法
WO2011072213A3 (en) * 2009-12-10 2011-12-29 Virginia Commonwealth University Production of graphene and nanoparticle catalysts supported on graphene using laser radiation
CN104211047A (zh) * 2013-05-30 2014-12-17 纳米新能源（唐山）有限责任公司 石墨烯、石墨烯电极、石墨烯超级电容器及其制备方法
CN105895853A (zh) * 2016-04-20 2016-08-24 清华大学深圳研究生院 一种储能器件及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101723310A (zh) * 2009-12-02 2010-06-09 吉林大学 一种利用氧化石墨烯制备导电微纳结构的光加工方法
WO2011072213A3 (en) * 2009-12-10 2011-12-29 Virginia Commonwealth University Production of graphene and nanoparticle catalysts supported on graphene using laser radiation
CN104211047A (zh) * 2013-05-30 2014-12-17 纳米新能源（唐山）有限责任公司 石墨烯、石墨烯电极、石墨烯超级电容器及其制备方法
CN105895853A (zh) * 2016-04-20 2016-08-24 清华大学深圳研究生院 一种储能器件及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李国欣: "《新型化学电源技术概论》", 31 May 2007, 上海科学技术出版社 *
潘继民: "《涂料实用手册》", 30 April 2014, 机械工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111924832A (zh) * 2020-09-23 2020-11-13 广西师范大学 一种电极阵列电化学剥离石墨生产石墨烯的装置和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhao et al. Ultrathin surface coating enables stabilized zinc metal anode
CN102741945B (zh) 导电膜及其制造方法
US6113718A (en) Method for manufacturing a solar cell module having photovoltaic cell sandwiched between covering materials
CN108987586A (zh) 一种钙钛矿太阳能电池组件及其制备方法
JP6138968B2 (ja) 太陽電池
US11984577B2 (en) Method of solvent-free manufacturing of composite electrodes incorporating radiation curable binders
CN108076591B (zh) 一种弹性电路或电极的制备方法与制备装置
JP7188838B2 (ja) 有機－無機複合太陽電池および有機－無機複合太陽電池の製造方法
EP3518302A1 (en) Solar cell
CN115472746B (zh) 一种用于水下环境的光伏电池及其制作工艺
CN109686902A (zh) 锂硫电池用复合隔膜、其制备方法及应用
Kim et al. Coupled Ag nanocrystal-based transparent mesh electrodes for transparent and flexible electro-magnetic interference shielding films
US8753544B2 (en) Conductive ink and conductor
CN106654382A (zh) 一种石墨烯电池的制备方法
JPWO2017111133A1 (ja) 全固体二次電池、全固体二次電池用粒子、全固体二次電池用固体電解質組成物および全固体二次電池用電極シートならびにこれらの製造方法
Tu et al. Nanoengineered Functional Cellulose Ionic Conductor Toward High‐Performance All‐Solid‐State Zinc‐Ion Battery
CN115160233A (zh) 一种自适应形变的弹性体电解质、电极及电池
Chen et al. Recent advances in fluorinated polymers: synthesis and diverse applications
KR20150106253A (ko) 리튬-황 전지용 리튬 전극의 표면 보호막, 그 제조방법 및 이를 포함하는 리튬-황 전지
Han et al. Recent cutting-edge strategies for flexible perovskite solar cells toward commercialization
KR20150097440A (ko) 유기 전자 장치의 제조 방법 및 유기 전자 장치
CN109742351B (zh) 一种原位包覆锂负极材料的制备方法及应用
CN108878890A (zh) 一种锂离子电池导电膜/金属锂/导电基体三层结构复合电极及其制备方法
CN106847536A (zh) 一种石墨烯超级电容器的制备方法
CN111224169A (zh) 一种无极耳石墨烯电池装配方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170510

RJ01 Rejection of invention patent application after publication