[发明专利]一种超快充放电大容量铝-石墨烯电池

说明书

本发明公开了一种超快充放电大容量铝‑石墨烯电池，由涂有正极材料的正极片、负极铝、隔膜、电解液和电池壳体组成，所述正极材料由氧化石墨烯、纳米硅、二氧化锡、硫酸镍制成。有效避免纳米硅、氧化石墨烯、二氧化锡粒子的团聚，提高了材料的导电性，具有良好的快速充放电性能，电池比容量大，循环稳定性高。

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及一种超快充放电大容量铝-石墨烯电池。

背景技术

锂离子电池由于其容量高、循环寿命长、安全性能好等优点使其在各领域拥有广阔的应用前景，而正极材料是锂离子电池的重要组成部分，正极材料的好坏决定了锂离子电池的性能和价格。

石墨烯具有独特的二维结构和优异的电学、力学以及热学性能，是一种具有良好应有前景的锂电池电极材料，利用石墨烯获得具有特殊形貌和微观结构的电极材料，能有效改善材料的各项电化学性能，正极复合材料中石墨烯形成的连续三维导电网络可有效提高复合材料的电子及离子传输能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超快充放电大容量铝-石墨烯电池。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超快充放电大容量铝-石墨烯电池，由涂有正极材料的正极片、负极铝、隔膜、电解液和电池壳体组成，所述正极材料由氧化石墨烯、纳米硅、二氧化锡、硫酸镍制成。

具体地，所述正极材料的制备方法如下：

1)取氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散2-5h，得氧化石墨烯分散液；

2)取纳米硅粒子加入PVP水溶液中，超声30min分散均匀得纳米硅的PVP分散液；

3)向氧化石墨烯分散液中加入二水合氯化亚锡和37％的盐酸，然后加入纳米硅的PVP分散液、硫酸镍，搅拌反应3-5h，于900W功率下辐照3-5min，过滤，去离子水洗涤多次，70-80℃真空干燥12-24h，得正极材料。

具体地，所述步骤1)中氧化石墨烯分散液的质量浓度为10-15％。

具体地，所述步骤2)中PVP水溶液的质量浓度为5-15％，纳米硅的PVP分散液的质量浓度为2-5％。

具体地，所述步骤3)中氧化石墨烯、二水合氯化亚锡、盐酸、纳米硅、硫酸镍的质量比为20-30：3-5：5-8：5-10：3-8。

本发明具有以下有益效果：本发明制备的铝-石墨烯电池采用氧化石墨烯、纳米硅、二氧化锡、硫酸镍制成正极材料，有效避免纳米硅、氧化石墨烯、二氧化锡粒子的团聚，提高了材料的导电性，具有良好的快速充放电性能，电池比容量大，循环稳定性高。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1

一种超快充放电大容量铝-石墨烯电池，由涂有正极材料的正极片、负极铝、隔膜、电解液和电池壳体组成，所述正极材料由氧化石墨烯、纳米硅、二氧化锡、硫酸镍制成。正极材料的制备方法如下：

1)取氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散4h，得质量浓度为15％的氧化石墨烯分散液。

2)取纳米硅粒子加入质量浓度为12％的PVP水溶液中，超声30min分散均匀得质量浓度为4％的纳米硅的PVP分散液。

3)向氧化石墨烯分散液中加入二水合氯化亚锡和37％的盐酸，然后加入纳米硅的PVP分散液、硫酸镍，其中氧化石墨烯、二水合氯化亚锡、盐酸、纳米硅、硫酸镍的质量比为25：4：7：5：8，搅拌反应4h，于900W功率下辐照5min，过滤，去离子水洗涤多次，80℃真空干燥12h，得正极材料。