一种防爆石墨烯电池制造技术

本发明专利技术公开了一种防爆石墨烯电池，其特征在于，其包括壳体与石墨烯电池块；所述壳体内部设有腔体，所述壳体包括前壁、后壁以及侧壁构成，所述前壁和后壁上分别设置有面向壳体内凸起的多条螺旋凸条，多条螺旋凸条沿着前壁的高度方向上延伸，所述前壁上的多条螺旋凸条在前壁上呈等间距布置，所述后壁上的多条螺旋凸条在后壁上非等间距布置，且从后壁的中心向两边间距逐渐变大，在所述前壁和所述后壁的上下两端分别设置有上加强肋和下加强肋，所述多条螺旋凸条的上下两端分别焊接固定在所述上加强肋和下加强肋上。

【技术实现步骤摘要】
一种防爆石墨烯电池
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种防爆石墨烯电池。
技术介绍
随着人类社会的发展，人们对能源的需求量越来越大，煤、石油、天然气等化石能源依然是目前能源供应的主体，但化石能源是不可再生能源，化石能源的口益枯竭是人类社会发展面临的一大挑战。同时这些燃料也是环境污染的主要来源，寻找新型可再生的清洁能源成为当今世界的主旋律。化学电源替代原始的化石能源能够有效地缓解能源问题及环境污染问题，其中二次电源的发展有效地推进了化学电源的发展。随着电子器件的小型化，对多功能便携式的高容量电源的需求逐渐增大，铿离子电池由于其优良的性能脱颖而出，成为二次电源中的主要类型。锂电池是采用了金属锂或其化合物的电池，在电池的正极、负极或电解质中采用了金属锂或其化合物，具有高储存能量密度，已达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的约6-7倍；锂电池通常包括锂金属电池和锂离子电池两大类。随着微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。石墨烯（Graphene）是一种纳米数量级的材料，具有高强度、高弹性和高导电性等性质，石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，呈六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。但是如何提高其防爆性是需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种防爆石墨烯电池。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种防爆石墨烯电池，其特征在于，其包括壳体与石墨烯电池块；所述壳体内部设有腔体，所述壳体包括前壁、后壁以及侧壁构成，所述前壁和后壁上分别设置有面向壳体内凸起的多条螺旋凸条，多条螺旋凸条沿着前壁的高度方向上延伸，所述前壁上的多条螺旋凸条在前壁上呈等间距布置，所述后壁上的多条螺旋凸条在后壁上非等间距布置，且从后壁的中心向两边间距逐渐变大，在所述前壁和所述后壁的上下两端分别设置有上加强肋和下加强肋，所述多条螺旋凸条的上下两端分别焊接固定在所述上加强肋和下加强肋上；在所述壳体的腔体内设置有石墨烯电池块，包括石墨烯正极条、电解液层、石墨烯负极条；所述石墨烯正极条为U形，且外壳上设置有与U形石墨烯正极条相匹配的凹口一；所述石墨烯负极条为正方形，且外壳上设置有与正方形石墨烯负极条相匹配的凹口二；所述石墨烯负极条采用如下制备方法：S1.按重量份数计，取8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，然后干燥得到负极材料；所述石墨烯正极条采用如下步骤制作：S1、选取U形形状的模具，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条的制作后，再进行清洗处理。有益效果：(1)本专利技术以石墨为原材料，通过氧化和剥离制备出单层氧化石墨烯材料，再以单层氧化石墨烯材料包裹一氧化硅，最后还原单层氧化石墨烯，得到石墨烯包裹硅基材料的电池负极材料，因此本法制备出的产品石墨烯包裹层相比于传统方法以石墨烯直接包裹硅基材料的石墨烯包裹层更薄，氧化石墨烯在水中的分散性能比石墨烯强，本专利技术可以控制单层氧化石墨烯在水中的浓度来控制单层氧化石墨烯在硅基材料表面的附着量，且单层氧化石墨烯本身厚度上就比传统方法用的石墨烯厚度更小，因此制备的石墨烯包裹层更薄，本专利技术解决了石墨烯过度堆积的问题。（2）与现有技术相比，本专利技术的阳极石墨烯的制造方法，主要是在石墨烯晶格上镶嵌入锰离子，作为电池的阳极使用。锰材料价格低廉，容易获取，且带有正压电势特性，是石墨烯电池阳极的一种极佳材料。通过本专利技术的制备方法实现石墨烯的功能性开发，扩大了石墨烯的应用范围。只要一层阳极石墨烯再加上一层阴极石墨烯就可制造出一块电池，电池的制作就会很简单。由于有阳极石墨烯的存在必须要有阴极石墨烯的配合，阴极石墨烯和阳极石墨烯所结合制造电池必然是电池制造方向上的重要领域发展，是蒂造出石墨烯电池阴阳极制造的崭新方法和理念方向。（3）采用特定结构的壳体，能够提高其强度水平，提高其安全性以及防爆性能。附图说明图1为本专利技术的正面示意图；图2为本专利技术的前壁的结构示意图；图3为本专利技术的后壁的结构示意图；图4是本专利技术的石墨烯电池块的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了如图1-2所示的一种防爆石墨烯电池，一种防爆石墨烯电池，其特征在于，其包括壳体1与石墨烯电池块2；所述壳体1内部设有腔体，所述壳体包括前壁3、后壁4以及侧壁5构成，所述前壁3和后壁4上分别设置有面向壳体内凸起的多条螺旋凸条6，多条螺旋凸条沿着前壁的高度方向上延伸，所述前壁3上的多条螺旋凸条6在前壁上呈等间距布置，所述后壁4上的多条螺旋凸条6在后壁上非等间距布置，且从后壁的中心向两边间距逐渐变大，在所述前壁3和所述后壁4的上下两端分别设置有上加强肋7和下加强肋8，所述多条螺旋凸条6的上下两端分别焊接固定在所述上加强肋7和下加强肋8上；在所述壳体的腔体内设置有石墨烯电池块，包括石墨烯正极条9、电解液层10、石墨烯负极条11；所述石墨烯正极条9为U形，且壳体1上设置有与U形石墨烯正极条相匹配的凹口一12；所述石墨烯负极条为正方形，且壳体1上设置有与正方形石墨烯负极条相匹配的凹口二；所述石墨烯负极条采用如下制备方法：S1.按重量份数计，取8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，得到单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防爆石墨烯电池，其特征在于，其包括壳体与石墨烯电池块；所述壳体内部设有腔体，所述壳体包括前壁、后壁以及侧壁构成，所述前壁和后壁上分别设置有面向壳体内凸起的多条螺旋凸条，多条螺旋凸条沿着前壁的高度方向上延伸，所述前壁上的多条螺旋凸条在前壁上呈等间距布置，所述后壁上的多条螺旋凸条在后壁上非等间距布置，且从后壁的中心向两边间距逐渐变大，在所述前壁和所述后壁的上下两端分别设置有上加强肋和下加强肋，所述多条螺旋凸条的上下两端分别焊接固定在所述上加强肋和下加强肋上；在所述壳体的腔体内设置有石墨烯电池块，包括石墨烯正极条、电解液层、石墨烯负极条；所述石墨烯正极条为U形，且外壳上设置有与U形石墨烯正极条相匹配的凹口一；所述石墨烯负极条为正方形，且外壳上设置有与正方形石墨烯负极条相匹配的凹口二；所述石墨烯负极条采用如下制备方法：S1.按重量份数计，取8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，然后干燥得到负极材料；所述石墨烯正极条采用如下步骤制作：S1、选取U形形状的模具，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条的制作后，再进行清洗处理。...

【技术特征摘要】
1.一种防爆石墨烯电池，其特征在于，其包括壳体与石墨烯电池块；所述壳体内部设有腔体，所述壳体包括前壁、后壁以及侧壁构成，所述前壁和后壁上分别设置有面向壳体内凸起的多条螺旋凸条，多条螺旋凸条沿着前壁的高度方向上延伸，所述前壁上的多条螺旋凸条在前壁上呈等间距布置，所述后壁上的多条螺旋凸条在后壁上非等间距布置，且从后壁的中心向两边间距逐渐变大，在所述前壁和所述后壁的上下两端分别设置有上加强肋和下加强肋，所述多条螺旋凸条的上下两端分别焊接固定在所述上加强肋和下加强肋上；在所述壳体的腔体内设置有石墨烯电池块，包括石墨烯正极条、电解液层、石墨烯负极条；所述石墨烯正极条为U形，且外壳上设置有与U形石墨烯正极条相匹配的凹口一；所述石墨烯负极条为正方形，且外壳上设置有与正方形石墨烯负极条相匹配的凹口二；所述石墨烯负极条采用如下制备方法：S1.按重量份数计，取8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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永秋，
申请(专利权)人：黑龙江聚拢华玺智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23