高电压大容量轻薄型石墨烯动力蓄电池制造技术

一种高电压大容量轻薄型石墨烯动力蓄电池,该蓄电池包括正极铝箔集流体、正极改性石墨层、玻璃丝电解质硬碳棉、负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺和负极铜箔集流体，此电池容量高，循环寿命长，自放电率低，快充耐高压，可深放电，温度稳定性好，不燃烧不爆炸，体积小且重量轻，无环境污染，深撞击不漏液，体状可长可短，可方可圆，方便灵活，适用性广。

【技术实现步骤摘要】

本技术提供一种大容量高电压的轻薄型石墨烯及其改性动力蓄电池。
技术介绍
由于人类社会的进步和人口的增加，对社会的物资需求的不断提高，而随之造成的环境污染的加重，人们亟待对环境改善，而汽车燃油是造成污染的重要因素，人类对汽车的依赖越来越多，零排放点电动汽车是首选和社会发展的必然，电力汽车是零排放的最佳选择，能找到一款替代燃油动力的蓄电池是重中之重，铅酸电池虽然发展百余年历史，但容量小，充电时间长使其将推出历史舞台，曾对锂电池寄予厚望，实践证明锂电池存在燃点低、易发热、爆炸等隐患，其充电时间长，续航里程短，无论用哪个品牌，最重要的是安全第一，其次是充电时间，第三是续航里程。
技术实现思路
技术目的：本技术提供一种高电压大容量轻薄型石墨烯动力蓄电池及其制备方法，其目的是解决以往所存在的问题。技术方案：一种高电压大容量轻薄型石墨烯动力蓄电池,其特征在于：该蓄电池包括正极铝箔集流体、正极改性石墨层、玻璃丝电解质硬碳棉、负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺和负极铜箔集流体，正极铝箔集流体、正极改性石墨/改性磷酸铁涂层、玻璃丝电解质硬碳棉、负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺和负极铜箔集流体设置在槽体内；玻璃丝电解质硬碳棉设置在正极铝箔集流体和正极铝箔集流体之间；正极改性石墨/改性磷酸铁涂层包覆在正极铝箔集流体外围，负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺包覆在负极铜箔集流体外围；在槽体上端设置有封闭槽体的槽盖，在槽盖上设置有正极极柱和负极极柱，正极极柱连接正极铝箔集流体，负极极柱连接负极铜箔集流体。玻璃丝电解质硬碳棉外围包覆绝缘膜。在负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺外包覆有纳米硅层；在正极改性石墨层外包覆有改性磷酸铁涂层。如上所述的高电压大容量轻薄型石墨烯动力蓄电池的制备方法，其特征在于：（一）、氧化石墨烯（GO）制备方法：（用氧化还原法）（1）、以天然石墨烯麟片材料0.5—1.5g和50—100ml浓硫酸均匀混合；（2）、2-6g硫酸钠（NaSO3）进行水溶处理后缓慢加入上述混合液，再加入5-10g高锰酸钾，在0℃时搅拌1-3小时候后，温度升高至35-45℃再搅拌1.5-2.5小时；（3）、加入150-300ML去离子水稀释；（4）、将混合液转入85-95℃的坩埚中，20-35分钟接着用25-35ml的20-30%的双氧水多次离心洗涤，在40-50℃下沉淀烘干即可得氧化石墨烯；（二）、待上述氧化石墨烯制备完成后进行改性氧化石墨烯浆液的配置：（1）、氧化石墨烯：聚苯胺=7—15mg：800—1500ml的比例配置；（2）、在35-45℃条件下搅拌20-30小时；（3）、真空定温下干燥，150-180℃烘干制成负极。包覆纳米硅的制备工艺，下述方法选其一：方法（1）、以乳化沥青和常规固体粉末沥青包覆剂的喷雾干燥法:以硅粉经水球磨后，经乳化沥青混合料喷雾干燥，喷雾机进口温度为260-300℃，出口温度为110-120℃，并在惰性气体条件下碳化烧结而得；方法（2）：将一氧化硅及人造石墨烯按1-5:1的质量比装在锆珠的聚四氟乙烯罐中球磨8-15小时后转速为450-550转/min，把罐中的混合物再进行通氩气条件高温处理，升温速度为8-15℃/min，再研磨得包覆纳米硅即sio/co耐高温300℃；将改性氧化石墨烯聚苯胺为基底再喷涂包覆纳米硅材料制成负极；氩气的压力为0.1mpa。改性磷酸铁锂：将磷酸铁锂25-35%、聚偏氟乙烯六氟丙烯50-60%、离子液体聚合物8-15%和碳酸乙烯酯3-6%混合形成混合聚合物。电解质或电解液的制备：电解液直接影响充放电的能力，本电解液为固化膜状具有较高的电位导性、化学、电化学稳定性，有高度不可燃热稳定性，聚合物配比如下：（1）、氟代磺酰亚胺与三氟甲基磺酰亚胺锂混合液按1:1质量比混合，混合后的质量占电解质或电解液总质量的80%；（2）、离子液聚合物：三氟甲基磺酰胺咪唑与聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯聚合物混合液按质量比1:1混合后，占电解质或电解液总质量的20%，电解液加凝胶喷涂在玻璃丝网上固化成膜。优点效果：本技术提供一种高电压大容量轻薄型石墨烯动力蓄电池及其制备方法，此电池容量高，循环寿命长，自放电率低，快充耐高压，可深放电，温度稳定性好，不燃烧不爆炸，体积小且重量轻，无环境污染，深撞击不漏液，体状可长可短，可方可圆，方便灵活，适用性广。附图说明：图1为单体蓄电池结构示意图；图2为单体正极结构图；图3为单体负极结构图。具体实施方式：一种高电压大容量轻薄型石墨烯动力蓄电池,该蓄电池包括正极铝箔集流体1、正极改性石墨层2、玻璃丝电解质硬碳棉3、负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺4和负极铜箔集流体5，正极铝箔集流体1、正极改性石墨/改性磷酸铁涂层2、玻璃丝电解质硬碳棉3、负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺4和负极铜箔集流体5设置在槽体9内；玻璃丝电解质硬碳棉3设置在正极铝箔集流体1和正极铝箔集流体1之间；正极改性石墨/改性磷酸铁涂层2包覆在正极铝箔集流体1外围，负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺4包覆在负极铜箔集流体5外围；在槽体9上端设置有封闭槽体9的槽盖10，在槽盖10上设置有正极极柱6和负极极柱7，正极极柱6连接正极铝箔集流体1，负极极柱7连接负极铜箔集流体5。槽盖10起到封闭电池的作用。玻璃丝电解质硬碳棉3外围包覆绝缘膜8，使得正极铝箔集流体1与玻璃丝电解质硬碳棉3之间以及负极铜箔集流体5与玻璃丝电解质硬碳棉3之间均有绝缘膜8隔开。在负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺4外包覆有纳米硅层；在正极改性石墨层2外包覆有改性磷酸铁涂层。实施例1：高电压大容量轻薄型石墨烯动力蓄电池的制备方法：（一）、氧化石墨烯（GO）制备方法：（用氧化还原法）（1）、以天然石墨烯麟片材料1g和80ml浓硫酸均匀混合；（2）、4g硫酸钠（NaSO3）进行水溶处理后缓慢加入上述混合液，再加入8g高锰酸钾，在0℃时搅拌3小时候后，温度升高至40℃再搅拌2小时；（3）、加入200ML去离子水稀释；（4）、将混合液转入90℃的坩埚中，30分钟接着用30ml的30%的双氧水多次离心洗涤，在40℃下沉淀烘干即可得氧化石墨烯；但对氧化石墨烯必须进行改性，改性原因：由于氧化石墨烯表面存在羟基、羧基、环氧基等功能团，在水性中有良好的分散性，而对油性有机溶剂再分散性差，有机溶剂很难进入片层间，因而必须对其改性；（二）、待上述氧化石墨烯制备完成后进行改性氧化石墨烯浆液的配置：（1）、氧化石墨烯：聚苯胺=10mg：1000ml的比例配置；（2）、在40℃条件下搅拌24小时；（3）、真空定温下干燥，150℃烘干制成负极；这样的负极材料：大比容较快的充电速率和良好的循环性稳定性，外层包覆纳米硅多孔碳凝胶层缓解在充放电过程中的体积膨胀效应，提高使用寿命。包覆纳米硅的制备工艺：以乳化沥青和常规固体粉末沥青包覆剂的喷雾干燥法:以硅粉经水球磨后，经乳化沥青混合料喷雾干燥，喷雾机进口温度为300℃，出口温度为110℃，并在惰性气体条件下碳化烧结而得；惰性气体的压力最好为0.1mpa；改性磷酸铁锂：将磷酸铁锂30%、聚偏氟乙烯六氟丙烯55%、离子液体聚合物10%和碳酸乙烯酯5%混合形成混合聚合物；电解质或电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高电压大容量轻薄型石墨烯动力蓄电池,其特征在于：该蓄电池包括正极铝箔集流体（1）、正极改性石墨层（2）、玻璃丝电解质硬碳棉（3）、负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺（4）和负极铜箔集流体（5），正极铝箔集流体（1）、正极改性石墨/改性磷酸铁涂层（2）、玻璃丝电解质硬碳棉（3）、负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺（4）和负极铜箔集流体（5）设置在槽体（9）内；玻璃丝电解质硬碳棉（3）设置在正极铝箔集流体（1）和正极铝箔集流体（1）之间；正极改性石墨/改性磷酸铁涂层（2）包覆在正极铝箔集流体（1）外围，负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺（4）包覆在负极铜箔集流体（5）外围；在槽体（9）上端设置有封闭槽体（9）的槽盖（10），在槽盖（10）上设置有正极极柱（6）和负极极柱（7），正极极柱（6）连接正极铝箔集流体（1），负极极柱（7）连接负极铜箔集流体（5）。

【技术特征摘要】
1.一种高电压大容量轻薄型石墨烯动力蓄电池,其特征在于：该蓄电池包括正极铝箔集流体（1）、正极改性石墨层（2）、玻璃丝电解质硬碳棉（3）、负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺（4）和负极铜箔集流体（5），正极铝箔集流体（1）、正极改性石墨/改性磷酸铁涂层（2）、玻璃丝电解质硬碳棉（3）、负极改性氧化石墨烯（GO）/聚苯胺（4）和负极铜箔集流体（5）设置在槽体（9）内；玻璃丝电解质硬碳棉（3）设置在正极铝箔集流体（1）和正极铝箔集流体（1）之间；正极改性石墨/改性磷酸铁涂层（2）包覆在正极铝箔集流体（1）外围，负极改性氧化石墨烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李连博，于恩华，王晓凤，
申请(专利权)人：李连博，
类型：新型
国别省市：辽宁;21