CN112151785A - 一种石墨烯锂电池复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯锂电池复合材料及其制备方法，包括以下按照重量份数计的原材料：锂电极材料20‑40份，石墨烯30‑50份，二氧化锰10‑20份，三氧化钨2‑8份，二氧化锗1‑5份，溶剂80‑200份，聚乙烯醇28～36份，氢氧化钠溶液2～6份，无水乙醇50～80份，丙烯酰胺2～6份，二氧化钛2～6份，丙三醇硼酸酯脂肪酸酯2‑6份和十甲基环五硅氧烷2‑5份。本发明制备得到的电池材料，具有更加优异的导电性能，安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种三围烯锂电池，具体地说是一种三围烯锂电池复合材料及制备方法。
背景技术
锂离子二次电池作为一种新型高能二次电源，具有比能量大、放电电压平稳、电压高、低温性能好、无污染、安全性能优越以及储存和工作寿命长、利用率高等优点。石墨烯由于具有大的理论比表面积，突出的力学性能和导热性能，以及在室温下高的导电率等优点，且成本低廉、可加工性好，因而在纳米电子器件、传感器、储氢材料、锂离子电池、超级电容器等众多领域具有潜在的应用前景。但由于石墨烯浆料或者粉末在贮存和使用过程中存在不稳定、易团聚及相容性相差的难题，不能充分石墨烯材料的高比表面、高导电和高导热的性能优势，这一问题限制了石墨烯在锂离子电池领域的应用。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种石墨烯锂电池复合材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种石墨烯锂电池复合材料，包括以下按照重量份数计的原材料：
锂电极材料20-40份，石墨烯30-50份，二氧化锰10-20份，三氧化钨2-8份，二氧化锗1-5份，溶剂80-200份，聚乙烯醇28～36份，氢氧化钠溶液2～6份，无水乙醇50～80份，丙烯酰胺2～6份，二氧化钛2～6份，丙三醇硼酸酯脂肪酸酯2-6份和十甲基环五硅氧烷2-5份。
所述锂电极材料为LiCl、LiBr、Li2SO4和LiNO3中的一种。
所述溶剂为聚乙二醇、乙醇和乙酸乙酯中的一种或多种组合。
所述材料包括以下按照重量份数计的原材料：
锂电极材料30份，石墨烯40份，二氧化锰15份，三氧化钨6份，二氧化锗3份，溶剂140份，聚乙烯醇30份，氢氧化钠溶液4份，无水乙醇60份，丙烯酰胺4份，二氧化钛4份，丙三醇硼酸酯脂肪酸酯4份和十甲基环五硅氧烷3份。
一种石墨烯电池复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将锂电极材料、石墨烯、二氧化锰、三氧化钨、二氧化锗、聚乙烯醇、二氧化钛、丙三醇硼酸酯脂肪酸酯和十甲基环五硅氧烷，放入超细粉碎机中进行粉碎，再经过30目筛，得到物料混合物；
将溶剂、聚乙烯醇、氢氧化钠溶液、丙烯酰胺和无水乙醇混合搅拌均匀，形成混合溶液；
将混合溶液加入物料混合物中，加入超声波反应器进行超声分散，形成电池前驱体；
将电池前驱体加入高压脉冲射流机中 ，控制驱动压力为50-80MPa，采用对向射流装置使得颗粒之间发生高速碰撞，得锂电池浆料，再经过干燥，即得锂电池复合材料。
所述超声分散的频率为40-60KHZ，分解时间为30-60min。
所述干燥为微波干燥，所述微波干燥是在温度为60-80℃下干燥24-48h。
本发明制备得到的电池材料，具有更加优异的导电性能，安全性高。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例一
一种石墨烯锂电池复合材料，包括以下按照重量份数计的原材料：
锂电极材料40份，石墨烯50份，二氧化锰20份，三氧化钨8份，二氧化锗5份，溶剂200份，聚乙烯醇36份，氢氧化钠溶液6份，无水乙醇80份，丙烯酰胺6份，二氧化钛6份，丙三醇硼酸酯脂肪酸酯6份和十甲基环五硅氧烷5份。所述锂电极材料为LiCl。所述溶剂为聚乙二醇。
制备方法，包括以下步骤：
将锂电极材料、石墨烯、二氧化锰、三氧化钨、二氧化锗、聚乙烯醇、二氧化钛、丙三醇硼酸酯脂肪酸酯和十甲基环五硅氧烷，放入超细粉碎机中进行粉碎，再经过30目筛，得到物料混合物。
将溶剂、聚乙烯醇、氢氧化钠溶液、丙烯酰胺和无水乙醇混合搅拌均匀，形成混合溶液。
将混合溶液加入物料混合物中，加入超声波反应器进行超声分散，超声分散的频率为40KHZ，分解时间为60min，形成电池前驱体。
将电池前驱体加入高压脉冲射流机中 ，控制驱动压力为50MPa，采用对向射流装置使得颗粒之间发生高速碰撞，得锂电池浆料，再经过微波干燥，60℃下干燥48h，即得锂电池复合材料。
实施例二
一种石墨烯锂电池复合材料，包括以下按照重量份数计的原材料：
锂电极材料20份，石墨烯30份，二氧化锰10份，三氧化钨2份，二氧化锗1份，溶剂80份，聚乙烯醇28份，氢氧化钠溶液2份，无水乙醇50份，丙烯酰胺2份，二氧化钛2份，丙三醇硼酸酯脂肪酸酯2份和十甲基环五硅氧烷5份。所述锂电极材料为Li2SO4。所述溶剂为乙醇。
制备方法，包括以下步骤：
将锂电极材料、石墨烯、二氧化锰、三氧化钨、二氧化锗、聚乙烯醇、二氧化钛、丙三醇硼酸酯脂肪酸酯和十甲基环五硅氧烷，放入超细粉碎机中进行粉碎，再经过30目筛，得到物料混合物。
将溶剂、聚乙烯醇、氢氧化钠溶液、丙烯酰胺和无水乙醇混合搅拌均匀，形成混合溶液。
将混合溶液加入物料混合物中，加入超声波反应器进行超声分散，超声分散的频率为60KHZ，分解时间为30min，形成电池前驱体。
将电池前驱体加入高压脉冲射流机中 ，控制驱动压力为60MPa，采用对向射流装置使得颗粒之间发生高速碰撞，得锂电池浆料，再经过微波干燥，70℃下干燥30h，即得锂电池复合材料。
实施例三
一种石墨烯锂电池复合材料，包括以下按照重量份数计的原材料：
锂电极材料30份，石墨烯40份，二氧化锰15份，三氧化钨6份，二氧化锗3份，溶剂140份，聚乙烯醇30份，氢氧化钠溶液4份，无水乙醇60份，丙烯酰胺4份，二氧化钛4份，丙三醇硼酸酯脂肪酸酯4份和十甲基环五硅氧烷3份。所述锂电极材料为LiNO3。所述溶剂为乙酸乙酯。
制备方法，包括以下步骤：
将锂电极材料、石墨烯、二氧化锰、三氧化钨、二氧化锗、聚乙烯醇、二氧化钛、丙三醇硼酸酯脂肪酸酯和十甲基环五硅氧烷，放入超细粉碎机中进行粉碎，再经过30目筛，得到物料混合物。
将溶剂、聚乙烯醇、氢氧化钠溶液、丙烯酰胺和无水乙醇混合搅拌均匀，形成混合溶液。
将混合溶液加入物料混合物中，加入超声波反应器进行超声分散，超声分散的频率为50KHZ，分解时间为50min，形成电池前驱体。
将电池前驱体加入高压脉冲射流机中 ，控制驱动压力为60MPa，采用对向射流装置使得颗粒之间发生高速碰撞，得锂电池浆料，再经过微波干燥，80℃下干燥24h，即得锂电池复合材料。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种石墨烯锂电池复合材料，其特征在于，包括以下按照重量份数计的原材料：
锂电极材料20-40份，石墨烯30-50份，二氧化锰10-20份，三氧化钨2-8份，二氧化锗1-5份，溶剂80-200份，聚乙烯醇28～36份，氢氧化钠溶液2～6份，无水乙醇50～80份，丙烯酰胺2～6份，二氧化钛2～6份，丙三醇硼酸酯脂肪酸酯2-6份和十甲基环五硅氧烷2-5份。
2.根据权利要求1所述的石墨烯锂电池复合材料，其特征在于，所述锂电极材料为LiCl、LiBr、Li2SO4和LiNO3中的一种。
3.根据权利要求2所述的石墨烯锂电池复合材料，其特征在于，所述溶剂为聚乙二醇、乙醇和乙酸乙酯中的一种或多种组合。
4.根据权利要求3所述的石墨烯电池复合材料，其特征在于，所述材料包括以下按照重量份数计的原材料：
锂电极材料30份，石墨烯40份，二氧化锰15份，三氧化钨6份，二氧化锗3份，溶剂140份，聚乙烯醇30份，氢氧化钠溶液4份，无水乙醇60份，丙烯酰胺4份，二氧化钛4份，丙三醇硼酸酯脂肪酸酯4份和十甲基环五硅氧烷3份。
5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的石墨烯电池复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将锂电极材料、石墨烯、二氧化锰、三氧化钨、二氧化锗、聚乙烯醇、二氧化钛、丙三醇硼酸酯脂肪酸酯和十甲基环五硅氧烷，放入超细粉碎机中进行粉碎，再经过30目筛，得到物料混合物；
将溶剂、聚乙烯醇、氢氧化钠溶液、丙烯酰胺和无水乙醇混合搅拌均匀，形成混合溶液；
将混合溶液加入物料混合物中，加入超声波反应器进行超声分散，形成电池前驱体；
将电池前驱体加入高压脉冲射流机中 ，控制驱动压力为50-80MPa，采用对向射流装置使得颗粒之间发生高速碰撞，得锂电池浆料，再经过干燥，即得锂电池复合材料。
6.根据权利要求5所述的石墨烯电池复合材料的制备方法，其特征在于，所述超声分散的频率为40-60KHZ，分解时间为30-60min。
7.根据权利要求6所述的石墨烯电池复合材料的制备方法，其特征在于，所述干燥为微波干燥，所述微波干燥是在温度为60-80℃下干燥24-48h。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201229 |
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