[发明专利]一种电化学储能器件及其制备方法

权利要求书

1.一种电化学储能器件，包括正极片、负极片、隔离膜、电解质和外封装材料，所述负极片包括负极集流体和负极涂层，所述负极涂层厚度为h1，并且所述负极涂层包括负极活性物质和粘接剂；其特征在于，所述负极活性物质至少含有石墨烯，所述石墨烯的平均片层厚度为a，且所述石墨烯的片层平面具有多孔结构，相邻两孔的孔边缘的平均距离为d，且d×(h1/a)≤50mm；

所述负极涂层中石墨烯的质量含量为10％-99.5％；所述石墨烯的平面内的孔的平均直径为1nm-100μm，相邻两孔的孔边缘的平均距离为10nm-100μm，孔的形状为圆形、三角形、矩形、多边形中至少一种。

2.一种权利要求1所述的电化学储能器件，其特征在于，所述石墨烯包括纯石墨烯、改性石墨烯和石墨烯复合物中的至少一种。

3.一种权利要求2所述的电化学储能器件，其特征在于，所述石墨烯复合物是指石墨烯与常规负极材料复合制备得到的复合物；所述常规负极材料包括碳类材料、合金类材料、金属氧化物系列、金属氮化物和碳化合物中的至少一种。

4.一种权利要求1所述的电化学储能器件，其特征在于：所述负极涂层中还含有其他负极活性材料，所述其他负极材料包括碳类材料、合金类材料、金属氧化物系列、金属氮化物和碳化合物中的至少一种；所述其他负极活性材料占所述负极涂层的质量比不高于89.5％。

5.一种权利要求1所述的电化学储能器件，其特征在于：d×(h1/a)≤20mm。

6.一种权利要求1所述的电化学储能器件，其特征在于：所述的电化学储能器件为锂离子电池、超级电容器、锂硫电池、钠离子电池、铅酸电池或镍氢电池。

7.一种权利要求1所述的电化学储能器件，其特征在于：所述负极片还通过补锂/钠处理而成为富锂/钠负极片，以提高电化学储能器件的容量。

8.一种权利要求1至7任一项所述的电化学储能器件的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

步骤1，负极片的制备：将石墨烯与粘接剂混合均匀制备得到负极浆料，之后将负极浆料涂敷在负极集流体上，烘干得到含有石墨烯的负极片；

步骤2，成品电芯的制备：将步骤1得到的负极片与正极片、隔离膜组装成裸电芯，之后用外封装材料进行封装、注液、化成、整形后得到成品电芯。

9.一种权利要求8所述的电化学储能器件的制备方法，其特征在于：还包括对步骤1制备的负极片进行补锂，得到富锂负极片的步骤；所述补锂的方法为金属锂粉直接补锂法、金属锂粉配置成浆料涂敷在石墨烯负极表面的方法、金属锂带补锂法或电镀补锂法。