CN109935785A - 一种快充石墨负极片的制作方法 - Google Patents

一种快充石墨负极片的制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109935785A
CN109935785A CN201711353670.1A CN201711353670A CN109935785A CN 109935785 A CN109935785 A CN 109935785A CN 201711353670 A CN201711353670 A CN 201711353670A CN 109935785 A CN109935785 A CN 109935785A
Authority
CN
China
Prior art keywords
porous graphene
graphene
production method
fast charge
carbon nanotube
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
CN201711353670.1A
Other languages
English (en)
Inventor
晏荦
汤占磊
仰韻霖
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.)
Guangdong Kaijin New Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Kaijin New Energy 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 Guangdong Kaijin New Energy Technology Co Ltd filed Critical Guangdong Kaijin New Energy Technology Co Ltd
Priority to CN201711353670.1A priority Critical patent/CN109935785A/zh
Publication of CN109935785A publication Critical patent/CN109935785A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开一种快充石墨负极片的制作方法,先制得碳纳米管与多孔石墨烯的分散体系;再与聚四氟乙烯粉料混合,得到多孔石墨烯和碳纳米管通过聚四氟乙烯相互结合形成的片状膜;接着使片状膜经过辊压得到多孔石墨烯层;然后用羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、石墨烯和去离子水制成胶液,涂敷在腐蚀铝箔上,将多孔石墨烯层粘附并且烘干;再一次辊压得到石墨烯极片;接着将纳米Fe3O4离子液体均匀分散在石墨烯极片表面,通过烘干制的复合材料,将复合材料与粘结剂及导电剂混合,在熔融状态下磁化处理使内部Fe3O4定向排列,从而使石墨定向按照端面朝向基底排列的方式排列,经烘干后可降低极片OI值,极片的倍率性能有很大提高。

Description

一种快充石墨负极片的制作方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池负极片制作领域技术,尤其是指一种快充石墨负极片的制作方法。
背景技术
现有的锂离子电池负极片无法做到石墨端面排列,所以只能通过二次颗粒造粒方式以期降低负极片的OI值(D002/D110),此方式改善有限且往往由于在压片的过程中OI值再次升高,从而使锂离子不能在负极片石墨中很好的传递。纳米生长法可以很好的使活性物质生长在负极基底表面,但该方法复杂且成本高,难以控制,且很难在工业化微米级尺寸上应用。
发明内容
有鉴于此,本发明针对现有技术存在之缺失,其主要目的是提供一种快充石墨负极片的制作方法,过简易磁力定向控制,达到使石墨片定向排列的效果,大大降低OI值,缩短锂离子迁移路径,从而提高电芯充放电倍率性能且提高容量的作用,方法有效、简便可以大规模生产。
为实现上述目的,本发明采用如下之技术方案:
一种快充石墨负极片的制作方法,包括以下步骤
步骤(1),称取100-120g多孔石墨烯与30-45g碳纳米管,低速搅拌混合 10-20min,得到碳纳米管与多孔石墨烯的组合物;加入150-300g去离子水,高速搅拌1h,得到碳纳米管与多孔石墨烯的分散体系;
步骤(2),称取80-120g聚四氟乙烯粉料,加入到步骤(1)的分散体系中,低速搅拌混合5-10min,白色的聚四氟乙烯粉料消失,得到粘结剂和碳纳米管及多孔石墨烯的组合物;高速搅拌2-3h,得到多孔石墨烯和碳纳米管通过聚四氟乙烯相互结合形成的片状膜;
步骤(3),片状膜经过5-10次初始辊压,得到大块相连的薄片;薄片经过5-10次反复辊压,得到多孔石墨烯层;
步骤(4),按照0.5:0.5:1:8比例称取羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、石墨烯和去离子水制成胶液,涂敷在腐蚀铝箔上,静置5-10min,将多孔石墨烯层粘附,120-150℃干燥5-10h;
步骤(5),将步骤(4)辊压,得到石墨烯极片;
步骤(6),将50g纳米Fe3O4粉末溶于酸溶液形成离子液体,使离子液体均匀分散在石墨烯极片表面,通过烘干制的复合材料;
步骤(7),通过混合浆料技术将复合材料与粘结剂及导电剂按照重量比为(100-120):(10-30):(1-5)的比例混合均匀,再调整磁控操作台磁力方向使内部Fe3O4定向排列,从而使石墨定向按照端面朝向基底排列的方式排列。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果,具体而言,由上述技术方案可知,本发明的石墨烯极片采用低溶剂的方法,制备工艺简单,易于实现。此外,通过简易磁力定向控制方法,使石墨烯极片表面均匀吸附一层磁性纳米颗粒Fe3O4,经过优选离子液体使其分散均匀,再通过调整磁控操作台磁力方向使内部Fe3O4定向排列,从而使石墨定向按照端面朝向基底排列的方式排列,经烘干后可达到大大降低极片OI值的作用,经过测试极片的倍率性能有很大提高。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效,下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之石墨负极片与传统传统石黑负极片相比的充电速度变化示意图。
图2是本发明之石墨负极片磁化前的Fe3O4分子排列示意图。
图3是本发明之石墨负极片磁化后的Fe3O4分子排列示意图。
具体实施方式
请参照图1至图3所示,其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构,是一种快充石墨负极片,与传统石黑负极比相比,充电速度提高为20%左右,是通过磁化技术使石墨定向排列而形成,能够大大降低极片的OI值 (D002/D110)至10以内,提高锂离子电池的充放电倍率性能,低温性能。具体生产方法如下。
步骤(1),称取100-120g多孔石墨烯与30-45g碳纳米管,低速搅拌混合 10-20min,得到碳纳米管与多孔石墨烯的组合物;加入150-300g去离子水,高速搅拌1h,得到碳纳米管与多孔石墨烯的分散体系。其中,所述多孔石墨烯的比表面积1500m2/g,粒径D90为10.8μm。该多孔石墨烯由生物质通过过渡金属化合物催化炭化,经纯化得到。
步骤(2),称取80-120g聚四氟乙烯粉料,加入到步骤(1)的分散体系中,低速搅拌混合5-10min,白色的聚四氟乙烯粉料消失,得到粘结剂和碳纳米管及多孔石墨烯的组合物;高速搅拌2-3h,得到多孔石墨烯和碳纳米管通过聚四氟乙烯相互结合形成的片状膜。
步骤(3),片状膜经过5-10次初始辊压,得到大块相连的薄片;薄片经过5-10次反复辊压,得到多孔石墨烯层。其中,所述辊压是通过对辊机、平压机、片材挤出机依次进行,辊压过程中逐级加热,一级加热温度为 180-200℃,二级加热温度为400℃;三级加热温度为600℃,采用这种多级加热的方式,可以多孔石墨烯层分布均匀,厚度适中,导电率更好。所述多孔石墨烯层的厚度为20~200um。
步骤(4),按照0.5:0.5:1:8比例称取羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、石墨烯和去离子水制成胶液,涂敷在腐蚀铝箔上,静置5-10min,将多孔石墨烯层粘附,120-150℃干燥5-10h。
步骤(5),将步骤(4)辊压,得到石墨烯极片。
步骤(6),将50g纳米Fe3O4粉末溶于酸溶液形成离子液体,使离子液体均匀分散在石墨烯极片表面,通过烘干制的复合材料。其中,所述酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸。
步骤(7),通过混合浆料技术将复合材料与粘结剂及导电剂按照重量比为(100-120):(10-30):(1-5)的比例混合均匀,再调整磁控操作台磁力方向使内部Fe3O4定向排列,从而使石墨定向按照端面朝向基底排列的方式排列。其中,所述粘结剂为沥清、煤焦油、高分子树脂的一种或其混合物。所述导电剂包括活性炭、乙炔黑、石墨、炭黑中的一种或几种。所述磁控操作台施加的电压为120V。
实施例1
称取100g多孔石墨烯与30g碳纳米管,低速搅拌混合10min,得到碳纳米管与多孔石墨烯的组合物;加入150g去离子水,高速搅拌1h,得到碳纳米管与多孔石墨烯的分散体系。然后称取80g聚四氟乙烯粉料,加入到分散体系中,低速搅拌混合5min,白色的聚四氟乙烯粉料消失,得到粘结剂和碳纳米管及多孔石墨烯的组合物;高速搅拌2h,得到多孔石墨烯和碳纳米管通过聚四氟乙烯相互结合形成的片状膜。片状膜经过5次初始辊压,得到大块相连的薄片;薄片经过5次反复辊压,得到多孔石墨烯层。接着,按照 0.5:0.5:1:8比例称取羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、石墨烯和去离子水制成胶液,涂敷在腐蚀铝箔上,静置5min,将多孔石墨烯层粘附,120℃干燥5h。再进行辊压,得到石墨烯极片;下一步将50g纳米Fe3O4粉末溶于酸溶液形成离子液体,使离子液体均匀分散在石墨烯极片表面,通过烘干制的复合材料。通过混合浆料技术将复合材料与沥清及活性炭按照重量比为100:10: 1的比例混合均匀,再调整磁控操作台磁力方向使内部Fe3O4定向排列,从而使石墨定向按照端面朝向基底排列的方式排列。
实施例2
称取120g多孔石墨烯与45g碳纳米管,低速搅拌混合20min,得到碳纳米管与多孔石墨烯的组合物;加入300g去离子水,高速搅拌1h,得到碳纳米管与多孔石墨烯的分散体系。然后称取120g聚四氟乙烯粉料,加入到的分散体系中,低速搅拌混合10min,白色的聚四氟乙烯粉料消失,得到粘结剂和碳纳米管及多孔石墨烯的组合物;高速搅拌3h,得到多孔石墨烯和碳纳米管通过聚四氟乙烯相互结合形成的片状膜。接着,片状膜经过10次初始辊压,得到大块相连的薄片;薄片经过10次反复辊压,得到多孔石墨烯层。下一步,按照0.5:0.5:1:8比例称取羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、石墨烯和去离子水制成胶液,涂敷在腐蚀铝箔上,静置10min,将多孔石墨烯层粘附,150℃干燥10h。接着,进行辊压,得到石墨烯极片。下一步,将50g纳米Fe3O4粉末溶于硫酸溶液形成离子液体,使离子液体均匀分散在石墨烯极片表面,通过烘干制的复合材料。然后,通过混合浆料技术将复合材料与煤焦油及乙炔黑按照重量比为120:30:5的比例混合均匀,再调整磁控操作台磁力方向使内部Fe3O4定向排列,从而使石墨定向按照端面朝向基底排列的方式排列。
实施例3
称取105g多孔石墨烯与40g碳纳米管,低速搅拌混合12min,得到碳纳米管与多孔石墨烯的组合物;加入180g去离子水,高速搅拌1h,得到碳纳米管与多孔石墨烯的分散体系。下一步,称取100g聚四氟乙烯粉料,加入到步骤(1)的分散体系中,低速搅拌混合5min,白色的聚四氟乙烯粉料消失,得到粘结剂和碳纳米管及多孔石墨烯的组合物;高速搅拌2h,得到多孔石墨烯和碳纳米管通过聚四氟乙烯相互结合形成的片状膜。下一步,片状膜经过6次初始辊压,得到大块相连的薄片;薄片经过5-10次反复辊压,得到多孔石墨烯层。下一步,按照0.5:0.5:1:8比例称取羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、石墨烯和去离子水制成胶液,涂敷在腐蚀铝箔上,静置5min,将多孔石墨烯层粘附,120℃干燥8h。下一步,将上一步得到的产品辊压,得到石墨烯极片。下一步,将50g纳米Fe3O4粉末溶于硝酸溶液形成离子液体,使离子液体均匀分散在石墨烯极片表面,通过烘干制的复合材料。下一步,通过混合浆料技术将复合材料与粘结剂及导电剂按照重量比为118:21:4 的比例混合均匀,再调整磁控操作台磁力方向使内部Fe3O4定向排列,从而使石墨定向按照端面朝向基底排列的方式排列。
综上所述,本发明的设计重点在于,通过简易磁力定向控制方法,首先经过优选离子液体使纳米Fe3O4均匀分散在石墨负极表面,通过烘干制的复合材料,再通过混合浆料技术将复合材料与粘结剂及导电剂按照一定比例混合均匀,再调整磁控操作台磁力方向使内部Fe3O4定向排列,从而使石墨定向按照端面朝向基底排列的方式排列,经烘干后可达到降低极片OI值的作用,经过测试电芯的充放电倍率性能有很大提高。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种快充石墨负极片的制作方法,其特征在于:包括以下步骤
步骤(1),称取100-120g多孔石墨烯与30-45g碳纳米管,低速搅拌混合10-20min,得到碳纳米管与多孔石墨烯的组合物;加入150-300g去离子水,高速搅拌1h,得到碳纳米管与多孔石墨烯的分散体系;
步骤(2),称取80-120g聚四氟乙烯粉料,加入到步骤(1)的分散体系中,低速搅拌混合5-10min,白色的聚四氟乙烯粉料消失,得到粘结剂和碳纳米管及多孔石墨烯的组合物;高速搅拌2-3h,得到多孔石墨烯和碳纳米管通过聚四氟乙烯相互结合形成的片状膜;
步骤(3),片状膜经过5-10次初始辊压,得到大块相连的薄片;薄片经过5-10次反复辊压,得到多孔石墨烯层;
步骤(4),按照0.5:0.5:1:8比例称取羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、石墨烯和去离子水制成胶液,涂敷在腐蚀铝箔上,静置5-10min,将多孔石墨烯层粘附,120-150℃干燥5-10h;
步骤(5),将步骤(4)辊压,得到石墨烯极片;
步骤(6),将50g纳米Fe3O4粉末溶于酸溶液形成离子液体,使离子液体均匀分散在石墨烯极片表面,通过烘干制的复合材料;
步骤(7),通过混合浆料技术将复合材料与粘结剂及导电剂按照重量比为(100-120):(10-30):(1-5)的比例混合均匀,再调整磁控操作台磁力方向使内部Fe3O4定向排列,从而使石墨定向按照端面朝向基底排列的方式排列。
2.根据权利要求1所述的一种快充石墨负极片的制作方法,其特征在于:步骤(1)中,所述多孔石墨烯的比表面积1500m2/g,粒径D90为10.8μm。
3.根据权利要求1所述的一种快充石墨负极片的制作方法,其特征在于:步骤(1)中,所述多孔石墨烯由生物质通过过渡金属化合物催化炭化,经纯化得到。
4.根据权利要求1所述的一种快充石墨负极片的制作方法,其特征在于:步骤(3)中,所述辊压是通过对辊机、平压机、片材挤出机依次进行,辊压过程中逐级加热,一级加热温度为180-200℃,二级加热温度为400℃;三级加热温度为600℃。
5.根据权利要求1所述的一种快充石墨负极片的制作方法,其特征在于:步骤(3)中,所述多孔石墨烯层的厚度为20~200um。
6.根据权利要求1所述的一种快充石墨负极片的制作方法,其特征在于:步骤(6),所述酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸。
7.根据权利要求1所述的一种快充石墨负极片的制作方法,其特征在于:步骤(7)中,所述磁控操作台施加的电压为120V。
8.根据权利要求1所述的一种快充石墨负极片的制作方法,其特征在于:步骤(7)中,所述粘结剂为沥清、煤焦油、高分子树脂的一种或其混合物。
9.根据权利要求1所述的一种快充石墨负极片的制作方法,其特征在于:步骤(7)中,所述导电剂包括活性炭、乙炔黑、石墨、炭黑中的一种或几种。
CN201711353670.1A 2017-12-15 2017-12-15 一种快充石墨负极片的制作方法 Pending CN109935785A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711353670.1A CN109935785A (zh) 2017-12-15 2017-12-15 一种快充石墨负极片的制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711353670.1A CN109935785A (zh) 2017-12-15 2017-12-15 一种快充石墨负极片的制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109935785A true CN109935785A (zh) 2019-06-25

Family

ID=66980525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711353670.1A Pending CN109935785A (zh) 2017-12-15 2017-12-15 一种快充石墨负极片的制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109935785A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110556510A (zh) * 2019-09-24 2019-12-10 珠海格力电器股份有限公司 一种锂离子电池极片及其制备方法和含有该极片的电池
CN113198840A (zh) * 2021-04-22 2021-08-03 武汉大学 一种碳纳米管制备石墨烯的方法及其应用
CN115093836A (zh) * 2022-07-21 2022-09-23 安徽大学 一种通过冰溶解-络合法制备的含定向导热通道的双导热填料

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1434526A (zh) * 2001-12-21 2003-08-06 三星Sdi株式会社 含石墨的组合物,用于锂二次电池的负极,以及锂二次电池
CN105210214A (zh) * 2013-04-16 2015-12-30 苏黎世联邦理工学院 用于制造电极的方法和使用这样的方法制造的电极
CN105489392A (zh) * 2015-11-26 2016-04-13 中国第一汽车股份有限公司 一种石墨烯极片及其制备方法
WO2016141414A1 (en) * 2015-03-11 2016-09-15 The University Of Sydney Electrocatalysts and electrochemical cells

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1434526A (zh) * 2001-12-21 2003-08-06 三星Sdi株式会社 含石墨的组合物,用于锂二次电池的负极,以及锂二次电池
CN105210214A (zh) * 2013-04-16 2015-12-30 苏黎世联邦理工学院 用于制造电极的方法和使用这样的方法制造的电极
WO2016141414A1 (en) * 2015-03-11 2016-09-15 The University Of Sydney Electrocatalysts and electrochemical cells
CN105489392A (zh) * 2015-11-26 2016-04-13 中国第一汽车股份有限公司 一种石墨烯极片及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110556510A (zh) * 2019-09-24 2019-12-10 珠海格力电器股份有限公司 一种锂离子电池极片及其制备方法和含有该极片的电池
CN113198840A (zh) * 2021-04-22 2021-08-03 武汉大学 一种碳纳米管制备石墨烯的方法及其应用
CN115093836A (zh) * 2022-07-21 2022-09-23 安徽大学 一种通过冰溶解-络合法制备的含定向导热通道的双导热填料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108511689B (zh) 一种含有导电涂层的锂离子电池正极片及其制备方法
CN108511685B (zh) 一种含有导电涂层的锂离子电池负极片及其制备方法
CN106784679B (zh) 一种磷酸铁锂正极浆料及其制备方法
EP3435451A1 (en) Method for preparing composite negative electrode material for lithium ion battery
WO2016201940A1 (zh) 一种炭/石墨复合负极材料的制备方法
CN106654177A (zh) 一种干法制备电池电容复合电极的方法
CN105742586A (zh) 一种石墨烯量子点/纳米硅锂离子电池负极材料的制备方法
CN107394180B (zh) 二维过渡族金属碳(氮)化物-纳米硅颗粒复合材料及制备和应用
CN107959027B (zh) 一种锂离子电池硅基负极粘结剂及含有该粘结剂的负极片的制备方法
CN109935785A (zh) 一种快充石墨负极片的制作方法
CN103400964A (zh) 一种磷酸铁锂电极的制备方法
CN108134054B (zh) 一种高性能启停负极板铅膏及在铅酸电池负极板中的应用
CN107394138B (zh) 锂离子电池负极材料结构、锂离子电池及其制备方法
CN107611359A (zh) 锂离子电池Ni‑NiO/石墨烯复合负极材料的制备方法
CN111697218A (zh) 一种硅碳负极材料及其制备方法
CN111682179A (zh) 一种水系锌离子二次电池正极材料的制备方法
EP4418356A1 (en) Silicon-carbon negative electrode material of lithium-ion battery, preparation method therefor and application thereof
CN114497508A (zh) 一种功率型人造石墨复合材料及其制备方法
CN111994898A (zh) 一种碳材料及其制备方法和应用
CN105047917A (zh) 一种磷酸铁锂电池正极材料的制备方法
CN114613955A (zh) 一种石墨烯改性硅负极材料及其制备方法和应用
CN107681159B (zh) 一种电池用的金属箔集流体
CN105514374A (zh) 一种石墨化碳包覆锰氟氧化物材料及其制备方法
CN108878888A (zh) 一种锂离子电池正极极片
CN109817908B (zh) 硅碳复合材料及其制备方法、锂离子电池

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
CB02 Change of applicant information

Address after: 523000 Jinfu No. three, Liaobu Town, Dongguan, Guangdong Province, No. 2

Applicant after: GUANGDONG KAIJIN NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 523000 1-3 Floor, Building B1, Jinchai Road, Niuyang Village, Liaobu Town, Dongguan City, Guangdong Province

Applicant before: DONGGUAN KAIJIN NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190625

RJ01 Rejection of invention patent application after publication