[发明专利]一种军工用石墨烯电池

摘要

本发明公开了一种军工用石墨烯电池，其特征在于，其包括壳体，所述壳体包括外壳、中壳、内壳，所述外壳、中壳和内壳的横截面均为矩形，构成四棱柱，每个外壳、中壳和内壳均包括四个侧壁面，所述中壳是具有内夹层结构的隔膜体，其是将中壳板内冲压出内空的夹层结构，在夹层结构中填充有电解液层，在所述内壳内填充设置有高强度水泥，在所述中壳内壁与内壳的外壁之间填充设置有石墨烯负极材料，在所述外壳内壁与所述中壳外壁的之间填充设置有石墨烯正极材料。

主权项

1.一种军工用石墨烯电池，其特征在于，其包括壳体，所述壳体包括外壳、中壳、内壳，所述外壳、中壳和内壳的横截面均为矩形，构成四棱柱，每个外壳、中壳和内壳均包括四个侧壁面，所述中壳是具有内夹层结构的隔膜体，其是将中壳板内冲压出内空的夹层结构，在夹层结构中填充有电解液层，在所述内壳内填充设置有高强度水泥，在所述中壳内壁与内壳的外壁之间填充设置有石墨烯负极材料，在所述外壳内壁与所述中壳外壁的之间填充设置有石墨烯正极材料；所述中壳的四个侧壁面的交界处通过多个沿着竖直方向间隔等间距设置的通孔相互连通，其内的电解液层能够在其内流通，每一对相邻的侧壁面的交界处沿着竖直方向的通孔数量为5‑8个，且所述小通孔横截面为圆形或椭圆形；在外壳与中壳、中壳与内壳的上下两端的连接处分别设置有多条等间距的加强肋，且在外壳与中壳之间的多条加强肋的个数大于中壳与内壳之间的多条加强肋的个数；所述石墨烯负极材料制作成空心四棱柱状，所述石墨烯负极材料采用如下制备方法：S1.按重量份数计，取13份石墨、22份浓硫酸、5份浓磷酸、3份浓硝酸、6份过氯酸钾在150℃下反应3h，反应结束后将温度降到15℃ 以下，然后加入200份浓硫酸并控制温度在25℃以下，再继续加入13份高锰酸钾、逐滴加入11份质量分数为39％的双氧水，利用水浴控制温度在25℃下保持搅拌反应8h，反应结束后过滤，将滤留固体用去离子水和乙醇交替洗涤至中性得到氧化石墨烯；S2.以重量份数计，取1份氧化石墨烯加入500份去离子水中，然后利用超声波分散剥离10h，再利用1600r/min离心去除沉淀物，然后将溶液浓缩到原体积的0.08倍，得到单层氧化石墨烯水溶液；S3.将一氧化硅球磨得到一氧化硅细料，将一氧化硅细料纯化，然后加入到 单层氧化石墨烯水溶液中，搅拌0.5～1h后取出并后干燥，然后在惰性气氛下以 500℃煅烧10h，再将煅烧产物加入到pH值为11～11.8的水合肼溶液中，在90～95℃回流4～6h，反应结束后用去离子水洗涤，再将其填充装入空心四棱柱形的模具一中，填充装满，压实，然后干燥得到石墨烯负极材料；所述石墨烯正极材料采用如下步骤制作：S1、选取空心四棱柱形的模具二，其尺寸大于模具一的尺寸，准备所需材料，在模具中进行制作；S2、渗透剂分散：将石墨烯加入渗透剂中进行分散，渗透剂为非离子螯合物；S3、锰离子分散：向混合物中加入氧化锰进行进一步的分散，实现氧化锰均匀分散于石墨烯上，让石墨烯晶格充分接触锰离子；S4、锰离子嵌入反应：将充分接触锰离子的混合物料放入反应釜内进行离子渗入反应；S5、清洗：反应完成石墨烯正极材料的制作后，再进行清洗处理；S6、之后将石墨烯正极材料填充装入空心四棱柱形的模具二中，填充装满，压实，然后干燥得到石墨烯正极材料。