[实用新型]锂电池中利用石墨烯优化聚合物生产的固态隔膜装置

说明书

锂电池中利用石墨烯优化聚合物生产的固态隔膜装置。本产品其组成包括:带有电加热系统的炉体，炉体内放入金属箔片，炉体开有双气孔、单气孔、碳源通气孔，双气孔连接双圆扩孔，双圆扩孔连接双圆磁环，双圆磁环吸合双圆外磁环，双圆外磁环连接双通道进气管，双通道进气管与双气孔之间装有双圆密封圈，双通道进气管加入氢气和氩气，加入到炉体内温度至1100‑1300℃停止；碳源通气孔连接外扩孔，外扩孔连接外固定磁圈，外固定磁圈吸合铁圈，铁圈固定连接碳源气体管，碳源气体管加入碳源气体25‑35min，关闭电加热系统，再一次沿着双通道进气管加入氢气和氩气至炉体到室温，取出覆盖有石墨烯膜的金属箔片。本实用新型用于生产的石墨烯膜的金属箔片—固态隔膜。

技术领域：

本实用新型涉及一种锂电池中利用石墨烯优化聚合物生产的固态隔膜装置。

背景技术：

石墨烯现有制备工艺有机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。

化学气相沉积法（CVD）：最早出现在二十世纪六十年代，主要用来制备高纯度、高性能的固体薄膜。石墨烯的化学气相沉积的原理是：把基底金属箔片放入炉中，通入氢气和氩气或者氮气保护加热至1000℃左右，稳定温度，保持20min左右；然后停止通入保护气体，改通入碳源（如甲烷）气体，大约30min，反应完成；切断电源，关闭甲烷气体，再通入保护气体排净甲烷气体，在保护气体的环境下直至管子冷却到室温，取出金属箔片，得到金属箔片上的石墨烯。石墨烯用化学气相沉积法制备的设备管式炉，微波等离子CVD设备、射频化学气相沉积法等。

CVD管式炉：设备简单，操作容易，但是反应温度高，时间较长，耗费能量较大，无法制备大面积的石墨烯；此外，由于没有压力，薄膜生长容易形成褶皱，减小平整度。

总之现有的各种方法都存在一定的弊病。

锂电池中聚合物隔膜的缺点和不足：

传统的聚烯烃隔膜在电池过充或使用不当的情况下，电池内部或外部过热使得电池温度超过160℃时，聚烯烃隔膜会收缩或熔断，导致电池的正负电极接触而短路，存在引起电池燃烧或爆炸的危险，严重威胁着使用者的生命安全。因此，动力锂电池要求其使用的隔膜除了具有普通隔膜的基本性能外，还应具有更优异的耐高温性能，很多动力锂电池厂家要求隔膜具有150℃的高温热收缩性能。常规聚烯烃隔膜中，聚乙烯隔膜的熔点为130℃，超过熔点，隔膜则会熔断；而聚丙烯的熔点为163℃，当温度达到150℃时，隔膜将收缩30%以上。因此，传统的聚烯烃隔膜无法满足动力锂电池的要求，且传统的聚烯烃隔膜吸液、保液性差，增加了电池的内阻。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种具有耐高温、质量好的固态隔膜的锂电池中利用石墨烯优化聚合物生产的固态隔膜装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种锂电池中利用石墨烯优化聚合物生产的固态隔膜装置，其组成包括:带有电加热系统的炉体，所述的炉体内放入金属箔片，所述的炉体开有双气孔、单气孔、碳源通气孔，所述的双气孔连接双圆扩孔，所述的双圆扩孔卧入连接双圆磁环、并粘接固定，所述的双圆磁环吸合双圆外磁环，所述的双圆外磁环连接双通道进气管，所述的双通道进气管与所述的双气孔之间装有双圆密封圈，沿着所述的双通道进气管加入氢气和氩气，加入到炉体内温度至1100-1300℃停止；所述的碳源通气孔连接外扩孔，所述的外扩孔连接外固定磁圈、并粘接固定，所述的外固定磁圈吸合铁圈，所述的铁圈固定连接碳源气体管，沿着所述的碳源气体管加入碳源气体25-35min，关闭所述的电加热系统，再一次沿着所述的双通道进气管加入氢气和氩气至所述的炉体到室温，取出覆盖有石墨烯膜的金属箔片。