高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池及其制備方法
【專利摘要】一種高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池,該蓄電池包括正極鋁箔集流體、正極改性石墨層、玻璃絲電解質硬碳棉、負極改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺和負極銅箔集流體，此電池容量高，循環壽命長，自放電率低，快充耐高壓，可深放電，溫度穩定性好，不燃燒不爆炸，體積小且重量輕，無環境污染，深撞擊不漏液，體狀可長可短，可方可圓，方便靈活，適用性廣。
【專利說明】
高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池及其制備方法
技術領域
[0001]本發明提供一種大容量高電壓的輕薄型石墨烯及其改性動力蓄電池。
【背景技術】
[0002]由于人類社會的進步和人口的增加，對社會的物資需求的不斷提高，而隨之造成的環境污染的加重，人們亟待對環境改善，而汽車燃油是造成污染的重要因素，人類對汽車的依賴越來越多，零排放點電動汽車是首選和社會發展的必然，電力汽車是零排放的最佳選擇，能找到一款替代燃油動力的蓄電池是重中之重，鉛酸電池雖然發展百余年歷史，但容量小，充電時間長使其將推出歷史舞臺，曾對鋰電池寄予厚望，實踐證明鋰電池存在燃點低、易發熱、爆炸等隱患，其充電時間長，續航里程短，無論用哪個品牌，最重要的是安全第一，其次是充電時間，第二是續航里程。
【發明內容】
[0003]發明目的:本發明提供一種高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池及其制備方法，其目的是解決以往所存在的冋題。
[0004]技術方案:
一種高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池，其特征在于:該蓄電池包括正極鋁箔集流體、正極改性石墨層、玻璃絲電解質硬碳棉、負極改性氧化石墨烯(GO)/聚苯胺和負極銅箔集流體，正極鋁箔集流體、正極改性石墨/改性磷酸鐵涂層、玻璃絲電解質硬碳棉、負極改性氧化石墨烯(GO)/聚苯胺和負極銅箔集流體設置在槽體內；玻璃絲電解質硬碳棉設置在正極鋁箔集流體和正極鋁箔集流體之間；
正極改性石墨/改性磷酸鐵涂層包覆在正極鋁箔集流體外圍，負極改性氧化石墨烯(GO)/聚苯胺包覆在負極銅箔集流體外圍；在槽體上端設置有封閉槽體的槽蓋，在槽蓋上設置有正極極柱和負極極柱，正極極柱連接正極鋁箔集流體，負極極柱連接負極銅箔集流體。
[0005]玻璃絲電解質硬碳棉外圍包覆絕緣膜。
[0006]在負極改性氧化石墨烯(GO)/聚苯胺外包覆有納米硅層;在正極改性石墨層外包覆有改性憐fe鐵涂層。
[0007]如上所述的高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法，其特征在于:
(一)、氧化石墨烯(G0)制備方法:(用氧化還原法)
(1)、以天然石墨烯麟片材料0.5-1.5g和50—10ml濃硫酸均勻混合；
(2)、2-6g硫酸鈉(NaS03)進行水溶處理后緩慢加入上述混合液，再加入5-10g高錳酸鉀，在(TC時攪拌1-3小時候后，溫度升高至35-45°C再攪拌1.5-2.5小時；
(3)、加入150-300ML去離子水稀釋；
(4)、將混合液轉入85-95°C的坩禍中，20-35分鐘接著用25-35ml的20-30%的雙氧水多次離心洗滌，在40-50 °C下沉淀烘干即可得氧化石墨烯；
(一.)、待上述氧化石墨稀制備完成后進彳丁改性氧化石墨稀楽■液的配置: (1)、氧化石墨稀:聚苯胺=7—15mg: 800一1500ml的比例配置；
(2)、在35-45°C條件下攪拌20-30小時；
(3)、真空定溫下干燥，150-180°C烘干制成負極。
[0008]包覆納米娃的制備工藝，下述方法選其一:
方法(I)、以乳化瀝青和常規固體粉末瀝青包覆劑的噴霧干燥法:
以硅粉經水球磨后，經乳化瀝青混合料噴霧干燥，噴霧機進口溫度為260-300°C，出口溫度為110-120°C，并在惰性氣體條件下碳化燒結而得；
方法(2):將一氧化硅及人造石墨烯按1-5:1的質量比裝在鋯珠的聚四氟乙烯罐中球磨8-15小時后轉速為450-550轉/min，把罐中的混合物再進行通氬氣條件高溫處理，升溫速度為8-15°C/min，再研磨得包覆納米娃即s1/co耐高溫300°C ;將改性氧化石墨稀聚苯胺為基底再噴涂包覆納米娃材料制成負極;氬氣的壓力為0.lmpa。
[0009]改性磷酸鐵鋰:將磷酸鐵鋰25-35%、聚偏氟乙烯六氟丙烯50-60%、離子液體聚合物8-15%和碳酸乙烯酯3-6%混合形成混合聚合物。
[0010]電解質或電解液的制備:
電解液直接影響充放電的能力，本電解液為固化膜狀具有較高的電位導性、化學、電化學穩定性，有高度不可燃熱穩定性，聚合物配比如下:
(1)、氟代磺酰亞胺與三氟甲基磺酰亞胺鋰混合液按1:1質量比混合，混合后的質量占電解質或電解液總質量的80% ；
(2)、離子液聚合物:
三氟甲基磺酰胺咪唑與聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯聚合物混合液按質量比1:1混合后，占電解質或電解液總質量的20%，電解液加凝膠噴涂在玻璃絲網上固化成膜。
[0011]優點效果:本發明提供一種高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池及其制備方法，此電池容量高，循環壽命長，自放電率低，快充耐高壓，可深放電，溫度穩定性好，不燃燒不爆炸，體積小且重量輕，無環境污染，深撞擊不漏液，體狀可長可短，可方可圓，方便靈活，適用性廣。
[0012]【附圖說明】:
圖1為單體蓄電池結構示意圖；
圖2為單體正極結構圖；
圖3為單體負極結構圖。
[0013]【具體實施方式】:
一種高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池，該蓄電池包括正極鋁箔集流體1、正極改性石墨層2、玻璃絲電解質硬碳棉3、負極改性氧化石墨稀(GO)/聚苯胺4和負極銅箔集流體5，正極鋁箔集流體1、正極改性石墨/改性磷酸鐵涂層2、玻璃絲電解質硬碳棉3、負極改性氧化石墨烯(GO)/聚苯胺4和負極銅箔集流體5設置在槽體9內；玻璃絲電解質硬碳棉3設置在正極鋁箔集流體I和正極鋁箔集流體I之間；
正極改性石墨/改性磷酸鐵涂層2包覆在正極鋁箔集流體I外圍，負極改性氧化石墨烯(GO)/聚苯胺4包覆在負極銅箔集流體5外圍；在槽體9上端設置有封閉槽體9的槽蓋10，在槽蓋10上設置有正極極柱6和負極極柱7，正極極柱6連接正極鋁箔集流體I，負極極柱7連接負極銅箔集流體5。槽蓋10起到封閉電池的作用。
[0014]玻璃絲電解質硬碳棉3外圍包覆絕緣膜8，使得正極鋁箔集流體I與玻璃絲電解質硬碳棉3之間以及負極銅箔集流體5與玻璃絲電解質硬碳棉3之間均有絕緣膜8隔開。
[0015]在負極改性氧化石墨烯(GO)/聚苯胺4外包覆有納米硅層;在正極改性石墨層2外包覆有改性磷酸鐵涂層。
[0016]實施例1:
高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法:
(一)、氧化石墨烯(G0)制備方法:(用氧化還原法)
(1)、以天然石墨烯麟片材料Ig和80ml濃硫酸均勻混合；
(2)、4g硫酸鈉(NaSO3)進行水溶處理后緩慢加入上述混合液，再加入Sg高錳酸鉀，在O°C時攪拌3小時候后，溫度升高至40°C再攪拌2小時；
(3)、加入200ML去離子水稀釋；
(4)、將混合液轉入90°C的坩禍中，30分鐘接著用30ml的30%的雙氧水多次離心洗滌，在40 V下沉淀烘干即可得氧化石墨烯；
但對氧化石墨烯必須進行改性，改性原因:由于氧化石墨烯表面存在羥基、羧基、環氧基等功能團，在水性中有良好的分散性，而對油性有機溶劑再分散性差，有機溶劑很難進入片層間，因而必須對其改性；
(一.)、待上述氧化石墨稀制備完成后進彳丁改性氧化石墨稀楽■液的配置:
(1)、氧化石墨稀:聚苯胺=1mg:1OOOml的比例配置；
(2)、在40°C條件下攪拌24小時；
(3)、真空定溫下干燥，150°C烘干制成負極；
這樣的負極材料:大比容較快的充電速率和良好的循環性穩定性，外層包覆納米硅多孔碳凝膠層緩解在充放電過程中的體積膨脹效應，提高使用壽命。
[0017]包覆納米硅的制備工藝:
以乳化瀝青和常規固體粉末瀝青包覆劑的噴霧干燥法:
以硅粉經水球磨后，經乳化瀝青混合料噴霧干燥，噴霧機進口溫度為300°C，出口溫度為110°C，并在惰性氣體條件下碳化燒結而得;惰性氣體的壓力最好為0.lmpa;
改性磷酸鐵鋰:將磷酸鐵鋰30%、聚偏氟乙烯六氟丙烯55%、離子液體聚合物10%和碳酸乙烯酯5%混合形成混合聚合物；
電解質或電解液的制備:
電解液直接影響充放電的能力，本電解液為固化膜狀具有較高的電位導性、化學、電化學穩定性，有高度不可燃熱穩定性，聚合物配比如下:
(1)、氟代磺酰亞胺與三氟甲基磺酰亞胺鋰混合液按1:1質量比混合，混合后的質量占電解質或電解液總質量的80% ；
(2)、離子液聚合物:
三氟甲基磺酰胺咪唑與聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯聚合物混合液按質量比1:1混合后，占電解質或電解液總質量的20%，電解液加凝膠噴涂在玻璃絲網上固化成膜。
[0018]實施例2:
高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法:
(一)、氧化石墨烯(G0)制備方法:(用氧化還原法) (1)、以天然石墨烯麟片材料0.5g和50ml濃硫酸均勻混合；
(2)、6g硫酸鈉(NaSO3)進行水溶處理后緩慢加入上述混合液，再加入5g高錳酸鉀，在O°C時攪拌1.5小時候后，溫度升高至35°C再攪拌2.5小時；
(3)、加入300ML去離子水稀釋；
(4)、將混合液轉入85°C的坩禍中，35分鐘接著用25ml的20%的雙氧水多次離心洗滌，在50 V下沉淀烘干即可得氧化石墨烯；
但對氧化石墨烯必須進行改性，改性原因:由于氧化石墨烯表面存在羥基、羧基、環氧基等功能團，在水性中有良好的分散性，而對油性有機溶劑再分散性差，有機溶劑很難進入片層間，因而必須對其改性；
(一.)、待上述氧化石墨稀制備完成后進彳丁改性氧化石墨稀楽■液的配置:
(I)、氧化石墨稀:聚苯胺=7mg: 800ml的比例配置；
(2 )、在35 °C條件下攪拌30小時；
(3)、真空定溫下干燥，180 °C烘干制成負極；
這樣的負極材料:大比容較快的充電速率和良好的循環性穩定性，外層包覆納米硅多孔碳凝膠層緩解在充放電過程中的體積膨脹效應，提高使用壽命。
[0019]包覆納米硅的制備工藝:
以乳化瀝青和常規固體粉末瀝青包覆劑的噴霧干燥法:
以硅粉經水球磨后，經乳化瀝青混合料噴霧干燥，噴霧機進口溫度為260°C，出口溫度為120°C，并在惰性氣體條件下碳化燒結而得;惰性氣體的壓力最好為0.lmpa;
改性磷酸鐵鋰:將磷酸鐵鋰25%、聚偏氟乙烯六氟丙烯60%、離子液體聚合物9%和碳酸乙烯酯6%混合形成混合聚合物；
電解質或電解液的制備:
電解液直接影響充放電的能力，本電解液為固化膜狀具有較高的電位導性、化學、電化學穩定性，有高度不可燃熱穩定性，聚合物配比如下:
(1)、氟代磺酰亞胺與三氟甲基磺酰亞胺鋰混合液按1:1質量比混合，混合后的質量占電解質或電解液總質量的80% ；
(2)、離子液聚合物:
三氟甲基磺酰胺咪唑與聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯聚合物混合液按質量比1:1混合后，占電解質或電解液總質量的20%，電解液加凝膠噴涂在玻璃絲網上固化成膜。
[0020]實施例3:
高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法:
(一)、氧化石墨烯(G0)制備方法:(用氧化還原法)
(1)、以天然石墨烯麟片材料1.5g和10ml濃硫酸均勻混合；
(2)、2g硫酸鈉(NaSO3)進行水溶處理后緩慢加入上述混合液，再加入1g高錳酸鉀，在O°C時攪拌I小時候后，溫度升高至45°C再攪拌1.5小時；
(3)、加入150ML去離子水稀釋；
(4)、將混合液轉入95°C的坩禍中，20分鐘接著用35ml的25%的雙氧水多次離心洗滌，在45 V下沉淀烘干即可得氧化石墨烯；
但對氧化石墨烯必須進行改性，改性原因:由于氧化石墨烯表面存在羥基、羧基、環氧基等功能團，在水性中有良好的分散性，而對油性有機溶劑再分散性差，有機溶劑很難進入片層間，因而必須對其改性；
(一.)、待上述氧化石墨稀制備完成后進彳丁改性氧化石墨稀楽■液的配置:
(1)、氧化石墨稀:聚苯胺=15mg:1500ml的比例配置；
(2)、在45°C條件下攪拌20小時；
(3)、真空定溫下干燥，160°C烘干制成負極；
這樣的負極材料:大比容較快的充電速率和良好的循環性穩定性，外層包覆納米硅多孔碳凝膠層緩解在充放電過程中的體積膨脹效應，提高使用壽命。
[0021]包覆納米硅的制備工藝:
以乳化瀝青和常規固體粉末瀝青包覆劑的噴霧干燥法:
以硅粉經水球磨后，經乳化瀝青混合料噴霧干燥，噴霧機進口溫度為280°C，出口溫度為115°C，并在惰性氣體條件下碳化燒結而得;惰性氣體的壓力最好為0.lmpa;
改性磷酸鐵鋰:將磷酸鐵鋰35%、聚偏氟乙烯六氟丙烯50%、離子液體聚合物12%和碳酸乙烯酯3%混合形成混合聚合物；
電解質或電解液的制備:
電解液直接影響充放電的能力，本電解液為固化膜狀具有較高的電位導性、化學、電化學穩定性，有高度不可燃熱穩定性，聚合物配比如下:
(1)、氟代磺酰亞胺與三氟甲基磺酰亞胺鋰混合液按1:1質量比混合，混合后的質量占電解質或電解液總質量的80% ；
(2)、離子液聚合物:
三氟甲基磺酰胺咪唑與聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯聚合物混合液按質量比1:1混合后，占電解質或電解液總質量的20%，電解液加凝膠噴涂在玻璃絲網上固化成膜。
[0022]實施例4:
高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法:
(一)、氧化石墨烯(G0)制備方法:(用氧化還原法)
(1)、以天然石墨烯麟片材料Ig和80ml濃硫酸均勻混合；
(2)、4g硫酸鈉(NaSO3)進行水溶處理后緩慢加入上述混合液，再加入Sg高錳酸鉀，在O°C時攪拌3小時候后，溫度升高至40°C再攪拌2小時；
(3)、加入200ML去離子水稀釋；
(4)、將混合液轉入90°C的坩禍中，30分鐘接著用30ml的30%的雙氧水多次離心洗滌，在40 V下沉淀烘干即可得氧化石墨烯；
但對氧化石墨烯必須進行改性，改性原因:由于氧化石墨烯表面存在羥基、羧基、環氧基等功能團，在水性中有良好的分散性，而對油性有機溶劑再分散性差，有機溶劑很難進入片層間，因而必須對其改性；
(一.)、待上述氧化石墨稀制備完成后進彳丁改性氧化石墨稀楽■液的配置:
(1)、氧化石墨稀:聚苯胺=1mg:1OOOml的比例配置；
(2)、在40°C條件下攪拌24小時；
(3)、真空定溫下干燥，150°C烘干制成負極；
這樣的負極材料:大比容較快的充電速率和良好的循環性穩定性，外層包覆納米硅多孔碳凝膠層緩解在充放電過程中的體積膨脹效應，提高使用壽命。
[0023]包覆納米硅的制備工藝:
將一氧化硅及人造石墨烯按2:1的質量比裝在鋯珠的聚四氟乙烯罐中球磨10小時后轉速為500轉/min，把罐中的混合物再進行通氬氣條件高溫處理，升溫速度為10°C/min，再研磨得包覆納米娃即s1/co耐高溫300°C ;將改性氧化石墨稀聚苯胺為基底再噴涂包覆納米娃材料制成負極;氬氣的壓力為0.lmpa。
[0024]改性磷酸鐵鋰:將磷酸鐵鋰25%、聚偏氟乙烯六氟丙烯55%、離子液體聚合物15%和碳酸乙烯酯5%混合形成混合聚合物；
電解質或電解液的制備:
電解液直接影響充放電的能力，本電解液為固化膜狀具有較高的電位導性、化學、電化學穩定性，有高度不可燃熱穩定性，聚合物配比如下:
(1)、氟代磺酰亞胺與三氟甲基磺酰亞胺鋰混合液按1:1質量比混合，混合后的質量占電解質或電解液總質量的80% ；
(2)、離子液聚合物:
三氟甲基磺酰胺咪唑與聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯聚合物混合液按質量比1:1混合后，占電解質或電解液總質量的20%，電解液加凝膠噴涂在玻璃絲網上固化成膜。
[0025]實施例5:
高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法:
(一)、氧化石墨烯(G0)制備方法:(用氧化還原法)
(1)、以天然石墨烯麟片材料0.5g和50ml濃硫酸均勻混合；
(2)、6g硫酸鈉(NaSO3)進行水溶處理后緩慢加入上述混合液，再加入5g高錳酸鉀，在O°C時攪拌1.5小時候后，溫度升高至35°C再攪拌2.5小時；
(3)、加入300ML去離子水稀釋；
(4)、將混合液轉入85°C的坩禍中，35分鐘接著用25ml的20%的雙氧水多次離心洗滌，在50 V下沉淀烘干即可得氧化石墨烯；
但對氧化石墨烯必須進行改性，改性原因:由于氧化石墨烯表面存在羥基、羧基、環氧基等功能團，在水性中有良好的分散性，而對油性有機溶劑再分散性差，有機溶劑很難進入片層間，因而必須對其改性；
(一.)、待上述氧化石墨稀制備完成后進彳丁改性氧化石墨稀楽■液的配置:
(I)、氧化石墨稀:聚苯胺=7mg: 800ml的比例配置；
(2 )、在35 °C條件下攪拌30小時；
(3)、真空定溫下干燥，180 °C烘干制成負極；
這樣的負極材料:大比容較快的充電速率和良好的循環性穩定性，外層包覆納米硅多孔碳凝膠層緩解在充放電過程中的體積膨脹效應，提高使用壽命。
[0026]包覆納米硅的制備工藝:
將一氧化硅及人造石墨烯按1:1的質量比裝在鋯珠的聚四氟乙烯罐中球磨15小時后轉速為450轉/min，把罐中的混合物再進行通氬氣條件高溫處理，升溫速度為15°C/min，再研磨得包覆納米娃即s1/co耐高溫300°C ;將改性氧化石墨稀聚苯胺為基底再噴涂包覆納米娃材料制成負極;氬氣的壓力為0.lmpa。
[0027]改性磷酸鐵鋰:將磷酸鐵鋰25%、聚偏氟乙烯六氟丙烯60%、離子液體聚合物9%和碳酸乙烯酯6%混合形成混合聚合物；
電解質或電解液的制備:
電解液直接影響充放電的能力，本電解液為固化膜狀具有較高的電位導性、化學、電化學穩定性，有高度不可燃熱穩定性，聚合物配比如下:
(1)、氟代磺酰亞胺與三氟甲基磺酰亞胺鋰混合液按1:1質量比混合，混合后的質量占電解質或電解液總質量的80% ；
(2)、離子液聚合物:
三氟甲基磺酰胺咪唑與聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯聚合物混合液按質量比1:1混合后，占電解質或電解液總質量的20%，電解液加凝膠噴涂在玻璃絲網上固化成膜。
[0028]實施例6:
高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法:
(一)、氧化石墨烯(G0)制備方法:(用氧化還原法)
(1)、以天然石墨烯麟片材料1.5g和10ml濃硫酸均勻混合；
(2)、2g硫酸鈉(NaSO3)進行水溶處理后緩慢加入上述混合液，再加入1g高錳酸鉀，在O°C時攪拌I小時候后，溫度升高至45°C再攪拌1.5小時；
(3)、加入150ML去離子水稀釋；
(4)、將混合液轉入95°C的坩禍中，20分鐘接著用35ml的25%的雙氧水多次離心洗滌，在45 V下沉淀烘干即可得氧化石墨烯；
但對氧化石墨烯必須進行改性，改性原因:由于氧化石墨烯表面存在羥基、羧基、環氧基等功能團，在水性中有良好的分散性，而對油性有機溶劑再分散性差，有機溶劑很難進入片層間，因而必須對其改性；
(一.)、待上述氧化石墨稀制備完成后進彳丁改性氧化石墨稀楽■液的配置:
(1)、氧化石墨稀:聚苯胺=15mg:1500ml的比例配置；
(2)、在45°C條件下攪拌20小時；
(3)、真空定溫下干燥，160°C烘干制成負極；
這樣的負極材料:大比容較快的充電速率和良好的循環性穩定性，外層包覆納米硅多孔碳凝膠層緩解在充放電過程中的體積膨脹效應，提高使用壽命。
[0029]包覆納米硅的制備工藝:
將一氧化硅及人造石墨烯按5:1的質量比裝在鋯珠的聚四氟乙烯罐中球磨8小時后轉速為550轉/min，把罐中的混合物再進行通氬氣條件高溫處理，升溫速度為8 °C /min，再研磨得包覆納米娃即s1/co耐高溫300°C ;將改性氧化石墨稀聚苯胺為基底再噴涂包覆納米娃材料制成負極;氬氣的壓力為0.lmpa。
[0030]改性磷酸鐵鋰:將磷酸鐵鋰26%、聚偏氟乙烯六氟丙烯60%、離子液體聚合物8%和碳酸乙烯酯6%混合形成混合聚合物；
電解質或電解液的制備:
電解液直接影響充放電的能力，本電解液為固化膜狀具有較高的電位導性、化學、電化學穩定性，有高度不可燃熱穩定性，聚合物配比如下:
(I)、氟代磺酰亞胺與三氟甲基磺酰亞胺鋰混合液按1:1質量比混合，混合后的質量占電解質或電解液總質量的80% ；
(2)、離子液聚合物:
三氟甲基磺酰胺咪唑與聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯聚合物混合液按質量比1:1混合后，占電解質或電解液總質量的20%，電解液加凝膠噴涂在玻璃絲網上固化成膜。
[0031]活性石墨的制備:將天然石墨烯破碎篩選后與硬脂酸按6:1質量比混合，經機械攪拌300 °C超聲碳化，參雜20—30%硬碳顆粒，粒度為15—20μπι。
[0032]上述所制備的產品經檢測其參數如下:
其性能為:電導率為1.06ms/cm
電池放電比容量:115mAh-120mAh/g 單體電壓為4.5-5V。
【主權項】
1.一種高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池，其特征在于:該蓄電池包括正極鋁箱 集流體(1)、正極改性石墨層(2)、玻璃絲電解質硬碳棉(3)、負極改性氧化石墨烯(GO)/聚苯 胺(4)和負極銅箱集流體(5)，正極鋁箱集流體(1)、正極改性石墨/改性磷酸鐵涂層(2)、玻 璃絲電解質硬碳棉(3)、負極改性氧化石墨烯(GO)/聚苯胺(4)和負極銅箱集流體(5)設置在 槽體(9)內；玻璃絲電解質硬碳棉(3)設置在正極鋁箱集流體(1)和正極鋁箱集流體(1)之 間；正極改性石墨/改性磷酸鐵涂層(2)包覆在正極鋁箱集流體(1)外圍，負極改性氧化石 墨烯(GO) /聚苯胺(4 )包覆在負極銅箱集流體(5 )外圍；在槽體(9 )上端設置有封閉槽體(9 ) 的槽蓋(10)，在槽蓋(10)上設置有正極極柱(6)和負極極柱(7)，正極極柱(6)連接正極鋁箱 集流體(1)，負極極柱(7 )連接負極銅箱集流體(5 )。2.根據權利要求1所述的高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池，其特征在于:玻璃絲 電解質硬碳棉(3 )外圍包覆絕緣膜(8 )。3.根據權利要求1所述的高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池，其特征在于:在負極 改性氧化石墨烯(GO)/聚苯胺(4)外包覆有納米硅層;在正極改性石墨層(2)外包覆有改性 磷酸鐵涂層。4.如權利要求1所述的高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法，其特征在 于:(一)、氧化石墨烯(GO)制備方法:(用氧化還原法)(1 )、以天然石墨烯麟片材料〇.5—1.5g和50—100ml濃硫酸均勻混合；(2)、2-6g硫酸鈉(NaS03)進行水溶處理后緩慢加入上述混合液，再加入5-10g高錳酸 鉀，在0°C時攪拌1-3小時候后，溫度升高至35-45°C再攪拌1.5-2.5小時；(3)、加入150-300ML去離子水稀釋；(4)、將混合液轉入85-95°C的坩堝中，20-35分鐘接著用25-35ml的20-30%的雙氧水多 次離心洗滌，在40-50 °C下沉淀烘干即可得氧化石墨烯；(^■)、待上述氧化石墨稀制備完成后進彳丁改性氧化石墨稀楽■液的配置:(1 )、氧化石墨稀:聚苯胺=7—15mg:800一1500ml的比例配置；(2 )、在35-45 °C條件下攪拌20-30小時；(3)、真空定溫下干燥，150-180 °C烘干制成負極。5.根據權利要求4所述的高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法，其特征 在于:包覆納米娃的制備工藝，下述方法選其一:方法(1 )、以乳化瀝青和常規固體粉末瀝青包覆劑的噴霧干燥法:以硅粉經水球磨后，經乳化瀝青混合料噴霧干燥，噴霧機進口溫度為260-300°C，出口 溫度為110-120°C，并在惰性氣體條件下碳化燒結而得；方法(2):將一氧化硅及人造石墨烯按1-5:1的質量比裝在鋯珠的聚四氟乙烯罐中球磨 8-15小時后轉速為450-550轉/min，把罐中的混合物再進行通氬氣條件高溫處理，升溫速度 為8-15°C/min，再研磨得包覆納米娃即s1/co耐高溫300°C ;將改性氧化石墨稀聚苯胺為基 底再噴涂包覆納米娃材料制成負極;氬氣的壓力為〇.lmpa。6.根據權利要求4所述的高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法，其特征在于:改性磷酸鐵鋰:將磷酸鐵鋰25-35%、聚偏氟乙烯六氟丙烯50-60%、離子液體聚合物8-15%和碳酸乙烯酯3-6%混合形成混合聚合物。7.根據權利要求4所述的高電壓大容量輕薄型石墨烯動力蓄電池的制備方法，其特征 在于:電解質或電解液的制備:電解液直接影響充放電的能力，本電解液為固化膜狀具有較高的電位導性、化學、電化 學穩定性，有高度不可燃熱穩定性，聚合物配比如下:(1)、氟代磺酰亞胺與三氟甲基磺酰亞胺鋰混合液按1:1質量比混合，混合后的質量占 電解質或電解液總質量的80%;(2)、離子液聚合物:三氟甲基磺酰胺咪唑與聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯聚合物混合液按質量比1:1混合 后，占電解質或電解液總質量的20%，電解液加凝膠噴涂在玻璃絲網上固化成膜。
【文檔編號】B82Y30/00GK105977464SQ201610482585
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】李連博, 于恩華, 王曉鳳
【申請人】李連博