[发明专利]一种石墨烯锂电池复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯锂电池复合材料，涉及锂电池技术领域，主要为了解决现有的石墨烯锂电池复合材料稳定性差和成本高的问题；该石墨烯锂电池复合材料，包括以下按照重量份的原料：正极材料45～65份、石墨烯30～50份、聚乙烯醇28～36份、聚乙二醇10～16份、聚酯纤维10～14份、碳酸二甲酯5～9份、二氧化硅15～25份、氢氧化钠溶液2～6份、无水乙醇50～80份、丙烯酰胺2～6份、二氧化钛2～6份、三氟甲磺酸锂4～10份。本发明还公开了所述石墨烯锂电池复合材料的制备方法。本发明制备的石墨烯锂电池复合材料具有安全性高、成本低、环保性高等优点，具有很好的市场价值。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯锂电池，具体是一种石墨烯锂电池复合材料及其制备方法。

背景技术

“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池，锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的，锂金属电池安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，石墨烯的特性使得在锂电池领域具有广泛的应用前景，但石墨烯在使用过程中存在着不稳定和体积能量密度低等问题，限制了石墨烯更好地发挥其特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯锂电池复合材料及其制备方法，解决现有的石墨烯锂电池复合材料稳定性差和成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石墨烯锂电池复合材料，包括以下按照重量份的原料：正极材料45～65份、石墨烯30～50份、聚乙烯醇28～36份、聚乙二醇10～16份、聚酯纤维10～14份、碳酸二甲酯5～9份、二氧化硅15～25份、氢氧化钠溶液2～6份、无水乙醇50～80份、丙烯酰胺2～6份、二氧化钛2～6份、三氟甲磺酸锂4～10份。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

在一种可选方案中：包括以下按照重量份的原料：正极材料50～60份、石墨烯34～46份、聚乙烯醇30～34份、聚乙二醇12～14份、聚酯纤维11～13份、碳酸二甲酯6～8份、二氧化硅17～23份、氢氧化钠溶液3～5份、无水乙醇60～70份、丙烯酰胺3～5份、二氧化钛3～5份、三氟甲磺酸锂6～8份。

在一种可选方案中：包括以下按照重量份的原料：正极材料55份、石墨烯40份、聚乙烯醇32份、聚乙二醇13份、聚酯纤维12份、碳酸二甲酯7份、二氧化硅20份、氢氧化钠溶液4份、无水乙醇65份、丙烯酰胺4份、二氧化钛4份、三氟甲磺酸锂7份。

在一种可选方案中：所述正极材料为镍酸锂、钴酸锂和硼酸锂中的一种。

所述石墨烯锂电池复合材料的制备方法，步骤如下：

步骤1：将正极材料、石墨烯、聚乙烯醇、聚乙二醇、二氧化硅、二氧化钛、三氟甲磺酸锂放入超细粉碎机中进行粉碎，再经过50目筛，得到混合物A；

步骤2：将碳酸二甲酯、氢氧化钠溶液、无水乙醇、丙烯酰胺放入容器内搅拌均匀，得到混合物B；

步骤3：将混合物A和混合物B搅拌均匀，再向内部加入聚酯纤维，进行水浴加热，得到混合物C；

步骤4：混合物C的温度降至室温后，再向混合物C中通入氮气进行升温碳化，升温碳化的时间为30min，待冷却至室温后即可得到复合材料。

在一种可选方案中：所述步骤2中的搅拌时间为5min。