[发明专利]平衡式多相石墨烯结构电池、其制造方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯应用的技术领域，尤其涉及一种平衡式多相石墨烯结构电池及其制造方法。

背景技术

石墨烯的应用已是全世界的关注，然而对于石墨烯的研究，还在起步阶段。石墨烯是非常有特质的二维新型材料，然而这新型材料的应用上主要在材料添加上居多，要发展更深层和带功能性方向的材料才是科技进步的方向，这就要求必须在原料上制造出带功能特性的材料。

由于成功地在石墨烯二维材料晶格上镶入金属离子形成阳极石墨烯，在石墨烯二维材料晶格上镶入非金属离子形成阴极石墨烯，所以发明人利用这原材料进军于电池方面的发展。

目前人们信息发达，机械生产等的应用能源中电能是无可取代的一个能源应用。在长期应用电能发展中，平衡电输出是电路上应用最广泛的环节。往往要做出平衡电输出的时候，在电路制作上需要复杂的变频和变相的供电线路，如果电线本身都带有平衡输出和多相电压输出的电池，理论上电路设计就可简单化经济化了，因无需增加大多数线路设计上的工作和电子零件，而且还可减少在电路上的耗能需要，减少电路产生的谐波影响，尤以高频谐波产生的影响，对人类健康做成长期的伤害。如果应用平衡电源，甚至带有多相功能的电池…谐波问题也能大大减少和降低伤害，造福人群。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种容量大、稳定性强的平衡式多相石墨烯结构电池、其制造方法及应用。

为了达到上述目的，本发明一种平衡式多相石墨烯结构电池，包括阳极石墨烯、阴极石墨烯以及固态电解质，所述固态电解质夹持在阳极石墨烯以及阴极石墨烯之间，所述固态电解质上引出一条接地线为G线，所述阳极石墨烯上引出一条导线为正线，所述阴极石墨烯上引出一条导线为负线；一组阳极石墨烯为一个相位电压，一组阴极石墨烯为一个相位电压，一组固态电解质为一个相位电压，一组阳极石墨烯、一组阴极石墨烯以及一组固态电解质组合形成三相式平衡输出电压相位，N组阳极石墨烯、N组阴极石墨烯以及一组固态电解质组合形成多相式平衡输出电压相位，N≥2，N组阳极石墨烯由固态电解质向正极方向叠层式递加，N组阴极石墨烯由固态电解质向负极方向叠层式递加。

其中，所述阳极石墨烯为在石墨烯晶格上嵌入金属离子的阳极石墨烯。

其中，所述阳极石墨烯为在石墨烯晶格上嵌入锰离子的阳极石墨烯。

其中，所述阴极石墨烯为在石墨烯晶格上嵌入非金属离子的阴极石墨烯。

其中，所述阴极石墨烯为在石墨烯晶格上嵌入硼离子的阴极石墨烯。

其中，所述阳极石墨烯的电压势为+1.5V，所述阴极石墨烯的电压势为-1.5V，相对的一组阳极石墨烯与一组阴极石墨烯两端之间的电压势为3V。

本发明还公开一种平衡式多相石墨烯结构电池的制造方法，包括以下步骤：

选取阳极石墨烯作为电池正极材料，选取阴极石墨烯作为电池负极材料，选取固态电解质作为正负极之间的绝缘介质；

将固态电解质设置在阳极石墨烯与阴极石墨烯之间；

从固态电解质上引出接地线G线，从阳极石墨烯上引出正线，从阴极石墨烯上引出负线，形成基本的平衡输出电路结构；

在阳极石墨烯外叠层式增加M组阳极石墨烯，并在阴极石墨烯外叠层式增加M组阴极石墨烯，M≥1从而形成多相平衡输出电路结构。

其中，选取的阳极石墨烯为在石墨烯晶格上嵌入金属离子的阳极石墨烯，选取的阴极石墨烯为在石墨烯晶格上嵌入非金属离子的阴极石墨烯，阳极石墨烯的电压势为+1.5V，阴极石墨烯的电压势为-1.5V，相对的一组阳极石墨烯与一组阴极石墨烯两端之间的电压势为3V。

本发明还公开一种平衡式多相石墨烯结构电池的应用，应用在电话发射方面，尤其是电话上的平衡电讯号发射以及无线电传输的平衡讯号发射。

本发明还公开一种平衡式多相石墨烯结构电池的应用，应用在智能机电器材上，尤其是机器人和电动汽车上的马达电力输出。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的平衡式多相石墨烯结构电池，阳极石墨烯、阴极石墨烯以及固态电解质的组合形成平衡式供电的电池，这种平衡式电池可产生正压和负压供电式电池，电流呈现出正压相位和负压相位，即平衡电压输出的功能性电池，在平衡电路上应用可以达到经济和简单的线路设计和线路组件应用，从而达到经济效益。

附图说明

图1为本发明平衡式多相石墨烯结构电池的结构图。

主要元件符号说明如下：

10、阳极石墨烯 11、阴极石墨烯

12、固态电解质。