CN108777305A - 锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺 - Google Patents

锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN108777305A
CN108777305A CN201810568909.5A CN201810568909A CN108777305A CN 108777305 A CN108777305 A CN 108777305A CN 201810568909 A CN201810568909 A CN 201810568909A CN 108777305 A CN108777305 A CN 108777305A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
ion battery
lithium ion
solution
mixture
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
CN201810568909.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张芬红
高国鹏
司宏君
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.)
Jiangsu Red East Technology Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Red East Technology Co Ltd
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 Jiangsu Red East Technology Co Ltd filed Critical Jiangsu Red East Technology Co Ltd
Priority to CN201810568909.5A priority Critical patent/CN108777305A/zh
Publication of CN108777305A publication Critical patent/CN108777305A/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
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • 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
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • 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

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

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺，锂离子电池用石墨烯溶液添加剂为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2％～3％。本发明可以在电池的正极或负极的表面形成石墨烯导电层，能够加快电极表面电子传递过程，从而实现在不降低电池能量密度的前提下，提高锂离子电池的功率密度。

Description

锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电 池及制备工艺
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺。
背景技术
目前，现有技术的正极和负极需要在原来的基础上进一步加快其表面电子传递过程，从而能够在不降低锂离子电池能力密度的情况下，提高功率密度；但是，解决这一问题的技术措施在现有技术中普遍遇到瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它可以在电池的正极或负极的表面形成石墨烯导电层，能够加快电极表面电子传递过程，从而实现在不降低电池能量密度的前提下，提高锂离子电池的功率密度。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2％～3％。
进一步提供了一种具体成分的溶剂体系，所述溶剂体系为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。
进一步，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为(1～3)：1：(1～3)。
进一步，所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为2：1：2。
进一步，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2.5％。
本发明还提供了一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，工艺的步骤中含有：
S1：先将碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合，得到第一混合物；
S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在30℃～50℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；
S3：再在第二混合物中加入碳酸二甲酯，并搅拌，得到第三混合物；
S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。
在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为5～8m/s和/或搅拌时间为15min～60min。
本发明还提供了一种石墨烯导电层，它由该锂离子电池用石墨烯溶液添加剂制成。
本发明还提供了一种锂离子电池，其特征在于它由上至下依次设置有：
铝层；
正极活性体层；
石墨烯导电层；
隔膜；
石墨烯导电层；
负极活性体层；
铜层。
采用了上述技术方案后，本发明制备的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂可以制备在正极和负极的表面，形成一层石墨烯导电层，该石墨烯导电层可以在电极表面发生电化学反应，从而对电极表面进行改性，该石墨烯导电层加速电极表面的电子传递过程，从而能够在不降低锂离子电池的能量密度的情况下，提高其功率密度。
附图说明
图1为本发明的锂离子电池的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合说明书附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2％。
所述溶剂体系为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。
所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为1：1：1。
该锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，工艺的步骤中含有：
S1：先将碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合，得到第一混合物；
S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在30℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；
S3：再在第二混合物中加入碳酸二甲酯，并搅拌，得到第三混合物；
S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。
在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为5m/s和搅拌时间为20min。
实施例二
一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为3％；该处的溶剂体系中可以包括能溶解六氟磷酸锂的溶剂，也可以包括不溶六氟磷酸锂的溶剂。
该锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，工艺的步骤中含有：
S1：先将能溶解六氟磷酸锂的溶剂混合，得到第一混合物；
S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在50℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；
S3：再在第二混合物中加入其余不溶六氟磷酸锂的溶剂，并搅拌，得到第三混合物；
S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。
在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为8m/s和搅拌时间为60min。
实施例三
一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2.5％。
所述溶剂体系为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。
所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为2：1：2。
该锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，工艺的步骤中含有：
S1：先将碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合，得到第一混合物；
S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在45℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；
S3：再在第二混合物中加入碳酸二甲酯，并搅拌，得到第三混合物；
S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。
在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为8m/s和搅拌时间为30min。
实施例四
一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为3％。
所述溶剂体系为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。
所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为3：1：3。
该锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，工艺的步骤中含有：
S1：先将碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合，得到第一混合物；
S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在50℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；
S3：再在第二混合物中加入碳酸二甲酯，并搅拌，得到第三混合物；
S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。
在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为7m/s和搅拌时间为40min。
以上四个实施例制备得到的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂其施于电极表面时，均能够在表面形成石墨烯导电层，经过检测发现，该电极表面的电子传递明显加快，在和原来同样的电池能量密度的情况下，功率密度增加了不少。
实施例五
如图1所示，一种锂离子电池，它由上至下依次设置有：
铝层1；
正极活性体层2；
石墨烯导电层3；
隔膜4；
石墨烯导电层3；
负极活性体层6；
铜层7。
本实施例中的石墨烯导电层，由实施例一至实施例四中的任一锂离子电池用石墨烯溶液添加剂制备得到。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2％～3％。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：所述溶剂体系为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为(1～3)：1：(1～3)。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为2：1：2。
5.根据权利要求2所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2.5％。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2.5％。
7.一种如权利要求2～5中任一项所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，其特征在于工艺的步骤中含有：
S1：先将碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合，得到第一混合物；
S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在30℃～50℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；
S3：再在第二混合物中加入碳酸二甲酯，并搅拌，得到第三混合物；
S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。
8.根据权利要求7所述的制备工艺，其特征在于：在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为5～8m/s和/或搅拌时间为15min～60min。
9.一种石墨烯导电层，其特征在于它由如权利要求1至6中任一项所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂制成。
10.一种锂离子电池，其特征在于，它由上至下依次设置有：
铝层(1)；
正极活性体层(2)；
如权利要求9所述的石墨烯导电层(3)；
隔膜(4)；
如权利要求9所述的石墨烯导电层(3)；
负极活性体层(6)；
铜层(7)。
CN201810568909.5A 2018-06-05 2018-06-05 锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺 Pending CN108777305A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810568909.5A CN108777305A (zh) 2018-06-05 2018-06-05 锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810568909.5A CN108777305A (zh) 2018-06-05 2018-06-05 锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108777305A true CN108777305A (zh) 2018-11-09

Family

ID=64024758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810568909.5A Pending CN108777305A (zh) 2018-06-05 2018-06-05 锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108777305A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104577129A (zh) * 2013-10-28 2015-04-29 安炬科技股份有限公司 含石墨烯的电化学装置结构
CN105895855A (zh) * 2014-12-17 2016-08-24 中国人民解放军63971部队 一种表面涂布导电炭层的电极及其制备方法
CN107565164A (zh) * 2017-08-16 2018-01-09 厦门信果石墨烯科技有限公司 一种石墨烯锂离子电池导电剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104577129A (zh) * 2013-10-28 2015-04-29 安炬科技股份有限公司 含石墨烯的电化学装置结构
CN105895855A (zh) * 2014-12-17 2016-08-24 中国人民解放军63971部队 一种表面涂布导电炭层的电极及其制备方法
CN107565164A (zh) * 2017-08-16 2018-01-09 厦门信果石墨烯科技有限公司 一种石墨烯锂离子电池导电剂及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105609707B (zh) 一种二氧化锰空心球锂硫电池正极材料的制备方法
CN103779607B (zh) 一种电解液和锂离子二次电池
CN102185126B (zh) 微米纳米级电极材料的分散方法
CN104332588B (zh) 一种高安全性锂离子电池负极极片、制备方法和应用
CN108288728A (zh) 一种适配硅碳材料的锂离子电池电解液及其应用
CN106159345A (zh) 一种高电压镍锰酸锂/石墨锂离子电池及其制作方法
CN108767263A (zh) 一种改性金属锂负极铜箔集流体的制备方法及应用
CN107799823A (zh) 一种电解液添加剂及含有该添加剂的电解液和锂二次电池
CN105742703A (zh) 一种含二氟草酸硼酸锂添加剂的高压功能电解液及其制备与应用
CN109167063A (zh) 一种人工固态电解质界面层保护的金属锂负极及其制备方法和应用
CN108258314A (zh) 一种适配高压镍钴锰三元正极材料的电解液
CN105406081A (zh) 一种锂离子电池正极浆料的制备方法
CN105609768A (zh) 一种核壳结构的石墨烯/碳包覆的掺杂硫化锂复合材料的制备方法
CN114583280A (zh) 一种锂金属电池电解液及其制备方法
CN105932329B (zh) 一种凝胶聚合物电解质隔膜及其制备方法和应用
CN105609738A (zh) 一种掺杂碳硫化锂核壳结构的正极材料的制备方法
CN106159208A (zh) 提高锂电池首次充放电效率的方法及锂电池负极
CN105958119A (zh) 一种二次电池用电解液
CN108550848A (zh) 富锂碳材料、其制备方法及应用
CN108448072A (zh) 一种基于二维三氧化二锑纳米片/还原氧化石墨烯气凝胶复合电极材料的制备方法及应用
CN105489884B (zh) 化学还原氧化石墨烯/镁改善镍钴锰酸锂电化学性能的方法
CN109802131A (zh) 锂离子电池及其负极片及负极材料及制备工艺
CN110504451A (zh) 一种超薄锂金属负极的制备方法
CN102237524B (zh) 表面包覆钴酸锂、制备方法及锂离子电池
CN104852084A (zh) 一种锂离子电池聚合物电解质的制备方法

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: 20181109

RJ01 Rejection of invention patent application after publication