CN213278153U - 石墨烯改性五氧化二钒电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及石墨烯改性五氧化二钒电池，包括五氧化二钒石墨烯复合正极、隔膜、电解质层和负极，电解质层位于五氧化二钒石墨烯复合正极的内部，五氧化二钒石墨烯复合正极和电解质层通过隔膜隔离，负极位于电解质层的内部，隔膜靠近五氧化二钒石墨烯复合正极的一侧涂覆有交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层。本实用新型中交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层依靠疏水基团和石墨烯表面相互作用，阻止石墨烯团聚，使石墨烯更好的在五氧化二钒石墨烯复合正极中铺开，电子优先选择在石墨烯中进行传导，能很好的降低电池内部的阻抗，进而提高锂电池的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池，特别涉及一种石墨烯改性五氧化二钒电池。
背景技术
在锂离子电池中增加五氧化二钒，以提高锂离子电池的性能，石墨烯是新兴的具有优异的电学、热学和力学的二维纳米材料，石墨烯在加入锂离子电池中，能对锂离子电池进行改性，提升锂离子电池整体的效果，但现有的石墨烯在锂离子电池中形成的薄膜不够优异，往往达不到应有的效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供石墨烯改性五氧化二钒电池，以克服上述现有技术中的不足。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：石墨烯改性五氧化二钒电池，包括五氧化二钒石墨烯复合正极、隔膜、电解质层和负极，所述电解质层位于所述五氧化二钒石墨烯复合正极的内部，所述五氧化二钒石墨烯复合正极和所述电解质层通过所述隔膜隔离，所述负极位于所述电解质层的内部，所述隔膜靠近所述五氧化二钒石墨烯复合正极的一侧涂覆有交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层。
本实用新型的有益效果是：电解质层位于五氧化二钒石墨烯复合正极和负极之间，隔膜将电解质层与五氧化二钒石墨烯复合正极进行隔离，交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层中聚合有石墨烯，由于隔膜上涂覆有交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层，交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层依靠疏水基团和石墨烯表面相互作用，阻止石墨烯团聚，使石墨烯更好的在五氧化二钒石墨烯复合正极中铺开，电子优先选择在石墨烯中进行传导，能很好的降低电池内部的阻抗，进而提高锂电池的性能。
附图说明
图1为本实用新型实施例中石墨烯改性五氧化二钒电池的结构示意图。
图中：1为五氧化二钒石墨烯复合正极、2为隔膜、3为电解质层、4为负极、5为交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型实施例1提供一种石墨烯改性五氧化二钒电池，包括五氧化二钒石墨烯复合正极1、隔膜2、电解质层3和负极4，电解质层 3位于五氧化二钒石墨烯复合正极1的内部，五氧化二钒石墨烯复合正极1 和电解质层3通过隔膜2隔离，负极4位于电解质层3的内部，隔膜2靠近五氧化二钒石墨烯复合正极1的一侧涂覆有交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层5，交联聚乙烯基吡咯烷酮为表面活性剂。
电解质层3位于五氧化二钒石墨烯复合正极1和负极4之间，隔膜2将电解质层3与五氧化二钒石墨烯复合正极1进行隔离，交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层5中聚合有石墨烯，由于隔膜2上涂覆有交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层 5，交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层5依靠疏水基团和石墨烯表面相互作用，阻止石墨烯团聚，使石墨烯更好的在五氧化二钒石墨烯复合正极1中铺开，电子优先选择在石墨烯中进行传导，能很好的降低电池内部的阻抗，进而提高锂电池的性能。
本实用新型实施例2提供一种石墨烯改性五氧化二钒电池，在实施例1 的基础上，隔膜2上开设有小于0.1μm的通孔，便于电池中的正负离子在通孔中穿过，使电池完成充放电过程，通孔。
本实用新型实施例3提供一种石墨烯改性五氧化二钒电池，在实施例2 的基础上，隔膜2的厚度小于0.3mm，在保证隔膜2不被击穿下，减小离子在透过隔膜2时的阻抗。
本实用新型实施例4提供一种石墨烯改性五氧化二钒电池，在实施例3 的基础上，电解质层3在25℃下离子导电率大于10-3s/cm，保证电解质层3 具有良好的离子导电性能。
本实用新型实施例5提供一种石墨烯改性五氧化二钒电池，在实施例4 的基础上，电解质层3的厚度在100-200μm之间，减轻电池整体的重量，提高电池的能量密度，电解质层3为矾化物LiV2O5:P2O5电解质层。
五氧化二钒石墨烯复合正极的制备步骤如下：
1)先将石墨进行氧化，制得氧化石墨，将研磨至细粉的石墨先加入硝酸中，然后在与浓硫酸混合，最后再向混合液中加入高锰酸钾，石墨在强酸的情况下与高锰酸钾进行反应，待反应1h后，在溶液中加入双氧水，制得氧化石墨溶液，石墨、高锰酸钾与硫酸和硝酸的混酸的质量比为1：2：6。
2)将步骤1中的制得的氧化石墨溶液中加入表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)后进行超声波处理，形成石墨悬浮液，再将石墨悬浮液进行离心处理，离心时间不小于0.5h，最后将离心后的溶液进行干燥处理，制得石墨烯产品。
3)将五氧化二钒研磨后制得五氧化二钒粉末，将五氧化二钒、石墨烯粘接剂和溶剂进行混合制得浆料，将浆料放置在真空烘干箱中烘干，烘干的温度为80℃，烘干时间为3h，烘干制得五氧化二钒石墨烯复合正极，其中五氧化二钒、石墨烯粘接剂和溶剂的质量比为1:8:0.2:0.2。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.石墨烯改性五氧化二钒电池，其特征在于，包括五氧化二钒石墨烯复合正极(1)、隔膜(2)、电解质层(3)和负极(4)，所述电解质层(3)位于所述五氧化二钒石墨烯复合正极(1)的内部，所述五氧化二钒石墨烯复合正极(1)和所述电解质层(3)通过所述隔膜(2)隔离，所述负极(4)位于所述电解质层(3)的内部，所述隔膜(2)靠近所述五氧化二钒石墨烯复合正极(1)的一侧涂覆有交联聚乙烯基吡咯烷酮涂层(5)。
2.根据权利要求1所述的石墨烯改性五氧化二钒电池，其特征在于，所述隔膜(2)上开设有小于0.1μm的通孔。
3.根据权利要求1所述的石墨烯改性五氧化二钒电池，其特征在于，所述隔膜(2)的厚度小于0.3mm。
4.根据权利要求1所述的石墨烯改性五氧化二钒电池，其特征在于，所述电解质层(3)在25℃下离子导电率大于10-3s/cm。
5.根据权利要求1所述的石墨烯改性五氧化二钒电池，其特征在于，所述电解质层(3)的厚度在100-200μm之间。
Priority Applications (1)
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| CN202022047340.3U CN213278153U (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 石墨烯改性五氧化二钒电池 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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2020
- 2020-09-17 CN CN202022047340.3U patent/CN213278153U/zh active Active
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