一种汽车电池的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种汽车电池的制备方法，其包括将硫酸溶液和硝酸溶液置于冰水浴中，加入石墨原料和固体高锰酸钾；待温度升高至室温后，加入蒸馏水反应得到氧化石墨烯；取氧化石墨烯置于盛有HCl溶液的容器中，用去离子水分散并搅拌；然后将上述混合物置于微爆反应器中，加入KClO3溶液、H2O2完成微爆反应，得到氧化石墨烯纳米卷；将氧化石墨烯纳米卷和SnCl4溶于水中，然后加入还原剂反应得到SnO2/石墨烯纳米卷复合负极材料，然后制成电池。本发明专利技术在石墨烯纳米卷上复合二氧化锡材料，制备得到的材料性能相较于石墨烯与二氧化锡复合材料具有更优的储氢性能，将其作为新能源汽车电池的负极，可大大提高电池的使用性能，延长电池的使用寿命。

Method for preparing automobile battery

The invention relates to a preparation method of a car battery, which includes the solution of sulfuric acid and nitric acid solution in an ice water bath, adding graphite raw material and solid Potassium Permanganate; until the temperature rises to room temperature, add distilled water obtained by the reaction of graphene oxide and graphene oxide; a container of HCl solution in deionized water dispersion and mixing; then the mixture is placed in the micro explosion in the reactor, adding KClO3 solution, H2O2 micro explosion reaction of graphene oxide nano volume; graphene oxide nano volume and SnCl4 dissolved in water, then add the agent reaction of SnO2/ graphene nanoscrolls composite anode material, and then made the battery. The present invention in graphene nano composite volume two tin oxide material, material properties of the prepared compared to graphene and two tin oxide composite material has better hydrogen storage properties, as the anode of new energy automotive batteries, can greatly improve the use performance of the battery and prolong the battery life.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汽车电池的制备方法。
技术介绍
卷曲的石墨烯作为一种新型的纳米结构引起了一些研究者的注意，名为石墨烯纳米卷，其发现可追溯到1960年，石墨烯纳米卷具有准一维结构，是由平面石墨烯螺旋卷曲而成，其半径的大小取决于石墨的尺寸和卷曲的曲率。此外，非封闭状态的两端和内外边缘可以提高石墨烯纳米卷的储氢能力，可用于作为超级电容器或电池的电极材料，尤其是作为新能源汽车的电池负极材料，成新的研发方向；在石墨烯纳米卷层间键作用下，可调的层间距能影响石墨烯纳米卷的电子转移及光学特性。因此，石墨烯纳米卷己成为石墨烯基纳米材料的研究热点之一。目前，石墨烯纳米卷的制备和应用远落后于石墨烯和碳纳米管，其研究也只集中在结构和性能的理论计算和计算机仿真研究。采用化学法合成出石墨与金属K的插层化合物，然后对其超声处理，首次制备出石墨烯纳米卷，并提出了石墨烯纳米卷具有比石墨烯更显著的储氢能力和拥有六倍于石墨烯的超大电容的假设。该方法必需在无水无氧等复杂且苛刻条件下进行，因此，在大规模制备和应用方面受到一定限制。此外，关于SnO2/石墨烯复合材料的制备报道很多，但具体的SnO2/石墨烯纳米卷复合材料确未见记载；且现有的汽车电池生产由于制备过程中工艺步骤和条件控制不够好，造成电池的充放电性能、循环性能、倍率性能不够好。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种汽车电池的制备方法，该方法简单，所制备的电池性能优异，适合做汽车电池。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种汽车电池的制备方法，其包括以下步骤：（1）将硫酸溶液和硝酸溶液置于冰水浴中搅拌，然后加入石墨原料和固体高锰酸钾，并继续搅拌；（2）待温度升高至室温后，撤走冰水浴，并加入蒸馏水反应，然后抽滤，得到氧化石墨烯；（3）取上述氧化石墨烯，并置于盛有HCl溶液的容器中，用去离子水分散并搅拌；（4）然后将上述混合物置于微爆反应器中，加入KClO3溶液，再加入H2O2完成微爆反应，得到具有卷曲构造的氧化石墨烯纳米卷；（5）将上述氧化石墨烯纳米卷和SnCl4按一定质量比溶于水中混合均匀；（6）然后加入还原剂反应，并过滤、洗涤、干燥，得到SnO2/石墨烯纳米卷负极材料；（7）将上述SnO2/石墨烯纳米卷复合负极材料、粘结剂、导电剂和适量的水混合搅拌研磨，获得负极浆料；（8）将负极浆料涂敷在铜箔上，并烘干、辊压、裁切得到负极片；（9）在上述负极片上焊接极耳，并与正极片、隔膜卷绕成电芯，并对电芯进行短路测试；（10）将测试合格的电芯用铝塑膜封装、干燥，然后注入电解液，再化成、分容、组装。作为优选，所述硫酸溶液的质量浓度为96%，用量为80-100 mL；硝酸的质量浓度为96%，用量为20-40 mL；石墨原料的质量为2-3g，固体高锰酸钾的质量为13-14g。作为优选，所述氧化石墨烯用量为0.5-1g，HCl溶液的浓度为1mol/L，用量为60-100mL。作为优选，用去离子水分散并采用搅拌器搅拌4-13h。作为优选，KClO3溶液采用逐滴加入的方式，浓度为1mol/L，用量为10-20mL。作为优选，KClO3溶液滴加完成后，再加入50-100mL30%的H2O2。作为优选，氧化石墨烯纳米卷与SnCl4的质量比为(2-10)。作为优选，还原剂采用水合肼或硼氢化钠，反应时间10-24h。作为优选，SnO2/石墨烯纳米卷复合负极材料、粘结剂、导电剂的质量比为（7-9）：1:1。作为优选，将负极浆料在100-180℃的温度下以3-5m/min的速度涂敷在铜箔上，然后将该涂布的铜箔在100-180℃的温度下烘烤6-8h。从以上技术方案可知，本专利技术在石墨烯纳米卷上复合二氧化锡材料，制备得到的材料性能相较于石墨烯与二氧化锡复合材料具有更优的储氢性能，将其作为新能源汽车电池的负极，可大大提高电池的使用性能，延长电池的使用寿命。具体实施方式下面将详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。一种汽车电池的制备方法，其包括以下步骤：将80-100 mL质量浓度为96%的硫酸溶液和20-40 mL质量浓度为96%的硝酸溶液置于冰水浴中搅拌，然后加入2-3g石墨原料和13-14g固体高锰酸钾，并继续搅拌；待温度升高至室温后，撤走冰水浴，并加入蒸馏水反应，然后抽滤，得到氧化石墨烯；取0.5-1g氧化石墨烯置于盛有60-100mL 1mol/L的 HCl溶液的容器中，用去离子水分散并采用搅拌器搅拌4-13h；然后将上述混合物置于微爆反应器中，逐滴加入10-20mL 1mol/L 的KClO3溶液，KClO3溶液滴加完成后再加入50-100mL30%的H2O2完成微爆反应，得到具有卷曲构造的氧化石墨烯纳米卷；接着将上述氧化石墨烯纳米卷和SnCl4按质量比(2-10)溶于水中混合均匀，然后加入还原剂水合肼或硼氢化钠，反应10-24h后，过滤并用去离子水反复洗涤，干燥即可得到SnO2/石墨烯纳米卷复合负极材料；将上述SnO2/石墨烯纳米卷复合负极材料、粘结剂、导电剂按（7-9）：1:1的质量比并与适量的水混合搅拌研磨，获得负极浆料；将负极浆料在100-180℃的温度下以3-5m/min的速度涂敷在铜箔上，然后将该涂布的铜箔在100-180℃的温度下烘烤6--8h；从而保证涂布效果。将烘干后的铜箔分别进行辊压，然后裁切成规定尺寸的负极片；辊压后的负极片的压实密度为1.2-1.4g/cm3。一般而言，压实密度越大，电池的容量会越高，但是过大会导致粒子之间接触紧密，使距离变小，当注入足量的电解液时，吸收电解液的空间变小，影响材料的动力学性能。负极片上焊接极耳后，再与正极片、隔膜卷绕成电芯，并对电芯进行短路测试，保证电芯的质量；将测试合格的电芯用铝塑膜在顶封模和侧封模上封装，并预留气袋；将封装的电芯进行真空干燥，然后注入电解液，再从气袋抽气后封口；对封口的电池采用恒流充电、放电，循环两次；然后从气袋再次抽气后封口，并切掉气袋多余的部分，这样可保证电池的质量；最好对化成后的电池分容、组装。实施例1将80mL质量浓度为96%的硫酸溶液和20 mL质量浓度为96%的硝酸溶液置于冰水浴中搅拌，然后加入2g石墨原料和13g固体高锰酸钾，并继续搅拌；待温度升高至室温后，撤走冰水浴，并加入蒸馏水反应，然后抽滤，得到氧化石墨烯；取0.5g的氧化石墨烯和60 mL 1mol/LHCl烧瓶中，用去离子水分散并用搅拌器搅拌4h，然后将得到的混合物置于微爆反应器中，逐滴加入10mL 1mol/L KClO3到微爆反应器中，滴加完成后再加入50mL30%的H2O2完成微爆反应，最终得到具有卷曲构造的氧化石墨烯纳米卷；将制得的氧化石墨烯纳米卷和SnCl4按质量比1：5溶于水中混合均匀，后加入还原剂水合肼，反应10h后，过滤并用去离子水反复洗涤，干燥即可得SnO2/石墨烯纳米卷复合材料；将上述SnO2/石墨烯纳米卷复合负极材料、粘结剂、导电剂按7：1:1的质量比并与适量的水混合搅拌研磨，获得负极浆料；将负极浆料在100℃的温度下以3m/min的速度涂敷在铜箔上，然后将该涂布的铜箔在100℃的温度下烘烤6h，再辊压、裁切得到负极片；接着在负极片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车电池的制备方法，其包括以下步骤：（1）将硫酸溶液和硝酸溶液置于冰水浴中搅拌，然后加入石墨原料和固体高锰酸钾，并继续搅拌；（2）待温度升高至室温后，撤走冰水浴，并加入蒸馏水反应，然后抽滤，得到氧化石墨烯；（3）取上述氧化石墨烯，并置于盛有HCl溶液的容器中，用去离子水分散并搅拌；（4）然后将上述混合物置于微爆反应器中，加入KClO3溶液，再加入H2O2完成微爆反应，得到具有卷曲构造的氧化石墨烯纳米卷；（5）将上述氧化石墨烯纳米卷和SnCl4按一定质量比溶于水中混合均匀；（6）然后加入还原剂反应，并过滤、洗涤、干燥，得到SnO2/石墨烯纳米卷负极材料；（7）将上述SnO2/石墨烯纳米卷复合负极材料、粘结剂、导电剂和适量的水混合搅拌研磨，获得负极浆料；（8）将负极浆料涂敷在铜箔上，并烘干、辊压、裁切得到负极片；（9）在上述负极片上焊接极耳，并与正极片、隔膜卷绕成电芯，并对电芯进行短路测试；（10）将测试合格的电芯用铝塑膜封装、干燥，然后注入电解液，再化成、分容、组装。

【技术特征摘要】
1.一种汽车电池的制备方法，其包括以下步骤：（1）将硫酸溶液和硝酸溶液置于冰水浴中搅拌，然后加入石墨原料和固体高锰酸钾，并继续搅拌；（2）待温度升高至室温后，撤走冰水浴，并加入蒸馏水反应，然后抽滤，得到氧化石墨烯；（3）取上述氧化石墨烯，并置于盛有HCl溶液的容器中，用去离子水分散并搅拌；（4）然后将上述混合物置于微爆反应器中，加入KClO3溶液，再加入H2O2完成微爆反应，得到具有卷曲构造的氧化石墨烯纳米卷；（5）将上述氧化石墨烯纳米卷和SnCl4按一定质量比溶于水中混合均匀；（6）然后加入还原剂反应，并过滤、洗涤、干燥，得到SnO2/石墨烯纳米卷负极材料；（7）将上述SnO2/石墨烯纳米卷复合负极材料、粘结剂、导电剂和适量的水混合搅拌研磨，获得负极浆料；（8）将负极浆料涂敷在铜箔上，并烘干、辊压、裁切得到负极片；（9）在上述负极片上焊接极耳，并与正极片、隔膜卷绕成电芯，并对电芯进行短路测试；（10）将测试合格的电芯用铝塑膜封装、干燥，然后注入电解液，再化成、分容、组装。2.根据权利要求1所述汽车电池的制备方法，其特征在于：所述硫酸溶液的质量浓度为96%，用量为80-100 mL；硝酸的质量浓度为96%，用量为20-40 mL；石墨原料的质量为2-3g，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟静琴，钟静清，韦晗，陶佳，
申请(专利权)人：柳州申通汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45