CN107732284A - 一种环保锂电池配料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池技术领域，且公开了一种环保锂电池配料，包括以下重量份数配比的原料：碳钠米材料6份、KOU溶液1升、单质硫5份、盐酸2升、蒸馏水1升、乙炔黑2份、四氯乙烯1份、无水乙醇10份、泡沫镍1份、导电剂1份、粘结剂1份、溶剂3份、改性石墨粉末1份、六氟磷酸锂1份及羧甲基纤维素1份。该环保锂电池配料的制备方法，通过碳钠米材料的设置，使制备后的锂电池在超低温环境下可以充电，解决了常规的锂电池不能在超低温环境下使用的难题，粘结剂和溶剂都是良好的活性助剂，能够产生阴离子同时使石墨粉末和羧甲基纤维素都带负电荷，导电剂其综合性能和化学稳定性较好，以上物质的配方使得锂电池的供电能力提高。

Description

一种环保锂电池配料的制备方法

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种环保锂电池配料的制备方法。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，1912年锂金属电池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究，20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池，由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工保存和使用对环境要求非常高，所以锂电池长期没有得到应用，随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流，锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

现在的锂电池在超低温下无法充电，而且制造成本高，成本与效率不成正比，需要改进锂电池的配方来达到提高其供电时间且降低生产成本的目的，因此需要一种环保锂电池配料的制备方法。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种环保锂电池配料的制备方法，具备方便充电和成本低等优点，解决了现在的锂电池在超低温下无法充电，而且制造成本高，成本与效率不成正比的问题。

(二)技术方案

为实现上述方便充电和成本低的目的，本发明提供如下技术方案：一种环保锂电池配料，包括以下重量份数配比的原料：碳钠米材料6份、KOU溶液1升、单质硫5份、盐酸2升、蒸馏水1升、乙炔黑2份、四氯乙烯1份、无水乙醇10份、泡沫镍1份、导电剂1份、粘结剂1份、溶剂3份、改性石墨粉末1份、六氟磷酸锂1份及羧甲基纤维素1份。

优选的，所述粘结剂为油性粘结剂HSV900。

优选的，所述导电剂为石墨烯、导电炭黑、科琴黑或导电石墨中的一种。

优选的，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种环保锂电池配料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：活性材料的制备：

1)将碳钠米材料浸渍到6mol/L的KOU溶液中，然后进行超声处理两小时，然后放置在恒温室中，恒温室的温度调至120摄氏度，精置十二小时后，将其放入马弗炉里活性4小时，活性温度为700摄氏度，将其取出冷却1小时，冷却后放置中2升的盐酸中浸泡，使溶液呈酸性，用蒸馏水冲洗至中性，然后放置在加热器上将其干燥，得到活化后的碳钠米管。

2)将活化后的碳钠米管和单质硫按1：5的质量比研磨均匀后，放入反应器中，先将碳钠米管和单质硫混合物加热到120摄氏度，在此温度中保持2小时，然后加热至150摄氏度保持1小时，在降温到120摄氏度后加热至150摄氏度，保持1小时得到黑色活性材料。

步骤二：正极极片的制备：

将步骤一获得的黑色活性材料研细，取6份黑色活性材料、2份乙炔黑和1份四氯乙烯均匀的混合在一起，加入10份无水乙醇，反复碾压至厚度均匀，再将其冲压成圆片，以泡沫镍为集流体，制成正极片，最后在60摄氏度的真空中干燥12小时。

步骤三：负极极片的制备：

将粘结剂和溶剂按1:3的比例加入到双行星搅拌机中搅拌60分钟形成胶液，再向胶液中加入导电剂，然后在搅拌90分钟形成导电胶液，最后加改性石墨粉末和羧甲基纤维素搅拌30分钟，将其冲压成圆片，制成负极极片，最后在60摄氏度的真空中干燥12小时。

步骤四：电解液的配置：

电解液的锂盐为六氟磷酸锂，浓度为1mol-1.3mol/L，电解液的溶剂在电解液中所占的质量分数为75％-85％，电解液的添加剂的添加比例为0.5％-5％。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种环保锂电池配料的制备方法，具备以下有益效果：

该环保锂电池配料的制备方法，通过碳钠米材料的设置，使制备后的锂电池在超低温环境下可以充电，解决了常规的锂电池不能在超低温环境下使用的难题，本发明中的正极材料、负极材料和电解液都具有成本低、安全性好和倍率性能好等优点，粘结剂和溶剂都是良好的活性助剂，能够产生阴离子同时使石墨粉末和羧甲基纤维素都带负电荷，导电剂其综合性能和化学稳定性较好，以上物质的配方使得电池的供电能力提高。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种环保锂电池配料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：活性材料的制备：

1)将碳钠米材料浸渍到6mol/L的KOU溶液中，然后进行超声处理两小时，然后放置在恒温室中，恒温室的温度调至120摄氏度，精置十二小时后，将其放入马弗炉里活性4小时，活性温度为500摄氏度，将其取出冷却1小时，冷却后放置中2升的盐酸中浸泡，使溶液呈酸性，用蒸馏水冲洗至中性，然后放置在加热器上将其干燥，得到活化后的碳钠米管。

2)将活化后的碳钠米管和单质硫按1：5的质量比研磨均匀后，放入反应器中，先将碳钠米管和单质硫混合物加热到120摄氏度，在此温度中保持2小时，然后加热至150摄氏度保持1小时得到黑色活性材料。

步骤二：正极极片的制备：

将步骤一获得的黑色活性材料研细，取6份黑色活性材料、2份乙炔黑和1份四氯乙烯均匀的混合在一起，加入10份无水乙醇，反复碾压至厚度均匀，再将其冲压成圆片，以泡沫镍为集流体，制成正极片，最后在60摄氏度的真空中干燥12小时。

步骤三：负极极片的制备：

将粘结剂和溶剂按1:3的比例加入到双行星搅拌机中搅拌60分钟形成胶液，粘结剂为油性粘结剂HSV900，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，再向胶液中加入导电剂，导电剂为石墨烯、导电炭黑、科琴黑或导电石墨中的一种，然后在搅拌90分钟形成导电胶液，最后加改性石墨粉末和羧甲基纤维素搅拌30分钟，将其冲压成圆片，制成负极极片，最后在60摄氏度的真空中干燥12小时。

步骤四：电解液的配置：

电解液的锂盐为六氟磷酸锂，浓度为1mol-1.3mol/L，电解液的溶剂在电解液中所占的质量分数为75％-85％，电解液的添加剂的添加比例为0.5％-5％。

实施例二：

一种环保锂电池配料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：活性材料的制备：

1)将碳钠米材料浸渍到6mol/L的KOU溶液中，然后进行超声处理两小时，然后放置在恒温室中，恒温室的温度调至120摄氏度，精置十二小时后，将其放入马弗炉里活性4小时，活性温度为700摄氏度，将其取出冷却1小时，冷却后放置中2升的盐酸中浸泡，使溶液呈酸性，用蒸馏水冲洗至中性，然后放置在加热器上将其干燥，得到活化后的碳钠米管。

2)将活化后的碳钠米管和单质硫按1：5的质量比研磨均匀后，放入反应器中，先将碳钠米管和单质硫混合物加热到120摄氏度，在此温度中保持2小时，然后加热至150摄氏度保持1小时，在降温到120摄氏度后加热至150摄氏度，保持1小时得到黑色活性材料。

步骤二：正极极片的制备：

将步骤一获得的黑色活性材料研细，取6份黑色活性材料、2份乙炔黑和1份四氯乙烯均匀的混合在一起，加入10份无水乙醇，反复碾压至厚度均匀，再将其冲压成圆片，以泡沫镍为集流体，制成正极片，最后在60摄氏度的真空中干燥12小时。

步骤三：负极极片的制备：

将粘结剂和溶剂按1:3的比例加入到双行星搅拌机中搅拌60分钟形成胶液，粘结剂为油性粘结剂HSV900，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，再向胶液中加入导电剂，导电剂为石墨烯、导电炭黑、科琴黑或导电石墨中的一种，然后在搅拌90分钟形成导电胶液，最后加改性石墨粉末和羧甲基纤维素搅拌30分钟，将其冲压成圆片，制成负极极片，最后在60摄氏度的真空中干燥12小时。

步骤四：电解液的配置：

电解液的锂盐为六氟磷酸锂，浓度为1mol-1.3mol/L，电解液的溶剂在电解液中所占的质量分数为75％-85％，电解液的添加剂的添加比例为0.5％-5％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种环保锂电池配料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：碳钠米材料6份、KOU溶液1升、单质硫5份、盐酸2升、蒸馏水1升、乙炔黑2份、四氯乙烯1份、无水乙醇10份、泡沫镍1份、导电剂1份、粘结剂1份、溶剂3份、改性石墨粉末1份、六氟磷酸锂1份及羧甲基纤维素1份。

2.根据权利要求1所述的一种环保锂电池配料，其特征在于，所述粘结剂为油性粘结剂HSV900。

3.根据权利要求1所述的一种环保锂电池配料，其特征在于，所述导电剂为石墨烯、导电炭黑、科琴黑或导电石墨中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种环保锂电池配料，其特征在于，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

5.一种环保锂电池配料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：活性材料的制备：

1)将碳钠米材料浸渍到6mol/L的KOU溶液中，然后进行超声处理两小时，然后放置在恒温室中，恒温室的温度调至120摄氏度，精置十二小时后，将其放入马弗炉里活性4小时，活性温度为700摄氏度，将其取出冷却1小时，冷却后放置中2升的盐酸中浸泡，使溶液呈酸性，用蒸馏水冲洗至中性，然后放置在加热器上将其干燥，得到活化后的碳钠米管。

2)将活化后的碳钠米管和单质硫按1：5的质量比研磨均匀后，放入反应器中，先将碳钠米管和单质硫混合物加热到120摄氏度，在此温度中保持2小时，然后加热至150摄氏度保持1小时，在降温到120摄氏度后加热至150摄氏度，保持1小时得到黑色活性材料。

步骤二：正极极片的制备：

将步骤一获得的黑色活性材料研细，取6份黑色活性材料、2份乙炔黑和1份四氯乙烯均匀的混合在一起，加入10份无水乙醇，反复碾压至厚度均匀，再将其冲压成圆片，以泡沫镍为集流体，制成正极片，最后在60摄氏度的真空中干燥12小时。

步骤三：负极极片的制备：

将粘结剂和溶剂按1:3的比例加入到双行星搅拌机中搅拌60分钟形成胶液，再向胶液中加入导电剂，然后在搅拌90分钟形成导电胶液，最后加改性石墨粉末和羧甲基纤维素搅拌30分钟，将其冲压成圆片，制成负极极片，最后在60摄氏度的真空中干燥12小时。

步骤四：电解液的配置：

电解液的锂盐为六氟磷酸锂，浓度为1mol-1.3mol/L，电解液的溶剂在电解液中所占的质量分数为75％-85％，电解液的添加剂的添加比例为0.5％-5％。