锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺，锂离子电池用石墨烯溶液添加剂为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2％～3％。本发明专利技术可以在电池的正极或负极的表面形成石墨烯导电层，能够加快电极表面电子传递过程，从而实现在不降低电池能量密度的前提下，提高锂离子电池的功率密度。

Graphene solution additives, graphene conducting layer and lithium ion battery for lithium ion battery and its preparation process

The invention discloses a graphene solution additive for lithium ion batteries, a graphene conductive layer and a lithium ion battery and its preparation process. The graphene solution additive for lithium ion batteries is a mixed solution containing solvent system, lithium hexafluorophosphate and graphene in the mixed solution. The mass fraction of graphene in mixed solution is 2% to 3% at 1mol/L concentration. The invention can form graphene conductive layer on the surface of the positive or negative electrodes of the battery, and can accelerate the process of electron transfer on the surface of the electrode, thereby improving the power density of the lithium ion battery without reducing the energy density of the battery.

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺
本专利技术涉及一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂、石墨烯导电层和锂离子电池及制备工艺。
技术介绍
目前，现有技术的正极和负极需要在原来的基础上进一步加快其表面电子传递过程，从而能够在不降低锂离子电池能力密度的情况下，提高功率密度；但是，解决这一问题的技术措施在现有技术中普遍遇到瓶颈。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它可以在电池的正极或负极的表面形成石墨烯导电层，能够加快电极表面电子传递过程，从而实现在不降低电池能量密度的前提下，提高锂离子电池的功率密度。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2％～3％。进一步提供了一种具体成分的溶剂体系，所述溶剂体系为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。进一步，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为(1～3)：1：(1～3)。进一步，所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为2：1：2。进一步，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2.5％。本专利技术还提供了一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，工艺的步骤中含有：S1：先将碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合，得到第一混合物；S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在30℃～50℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；S3：再在第二混合物中加入碳酸二甲酯，并搅拌，得到第三混合物；S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为5～8m/s和/或搅拌时间为15min～60min。本专利技术还提供了一种石墨烯导电层，它由该锂离子电池用石墨烯溶液添加剂制成。本专利技术还提供了一种锂离子电池，其特征在于它由上至下依次设置有：铝层；正极活性体层；石墨烯导电层；隔膜；石墨烯导电层；负极活性体层；铜层。采用了上述技术方案后，本专利技术制备的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂可以制备在正极和负极的表面，形成一层石墨烯导电层，该石墨烯导电层可以在电极表面发生电化学反应，从而对电极表面进行改性，该石墨烯导电层加速电极表面的电子传递过程，从而能够在不降低锂离子电池的能量密度的情况下，提高其功率密度。附图说明图1为本专利技术的锂离子电池的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合说明书附图，对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2％。所述溶剂体系为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为1：1：1。该锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，工艺的步骤中含有：S1：先将碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合，得到第一混合物；S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在30℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；S3：再在第二混合物中加入碳酸二甲酯，并搅拌，得到第三混合物；S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为5m/s和搅拌时间为20min。实施例二一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为3％；该处的溶剂体系中可以包括能溶解六氟磷酸锂的溶剂，也可以包括不溶六氟磷酸锂的溶剂。该锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，工艺的步骤中含有：S1：先将能溶解六氟磷酸锂的溶剂混合，得到第一混合物；S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在50℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；S3：再在第二混合物中加入其余不溶六氟磷酸锂的溶剂，并搅拌，得到第三混合物；S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为8m/s和搅拌时间为60min。实施例三一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2.5％。所述溶剂体系为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为2：1：2。该锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，工艺的步骤中含有：S1：先将碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合，得到第一混合物；S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在45℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；S3：再在第二混合物中加入碳酸二甲酯，并搅拌，得到第三混合物；S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为8m/s和搅拌时间为30min。实施例四一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为3％。所述溶剂体系为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为3：1：3。该锂离子电池用石墨烯溶液添加剂的制备工艺，工艺的步骤中含有：S1：先将碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合，得到第一混合物；S2：再将六氟磷酸锂加入步骤S1得到的第一混合物中，在50℃的温度环境下搅拌，得到第二混合物；S3：再在第二混合物中加入碳酸二甲酯，并搅拌，得到第三混合物；S4：最后将石墨烯加入第三混合物中，并搅拌，得到成品。在步骤S4中，搅拌时，搅拌条件为：搅拌叶片的速度为7m/s和搅拌时间为40min。以上四个实施例制备得到的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂其施于电极表面时，均能够在表面形成石墨烯导电层，经过检测发现，该电极表面的电子传递明显加快，在和原来同样的电池能量密度的情况下，功率密度增加了不少。实施例五如图1所示，一种锂离子电池，它由上至下依次设置有：铝层1；正极活性体层2；石墨烯导电层3；隔膜4；石墨烯导电层3；负极活性体层6；铜层7。本实施例中的石墨烯导电层，由实施例一至实施例四中的任一锂离子电池用石墨烯溶液添加剂制备得到。以上所述的具体实施例，对本专利技术解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2％～3％。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：它为混合溶液，混合溶液中含有溶剂体系、六氟磷酸锂和石墨烯；其中，六氟磷酸锂在混合溶液中的摩尔浓度为1mol/L，石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2％～3％。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：所述溶剂体系为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。3.根据权利要求2所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为(1～3)：1：(1～3)。4.根据权利要求3所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为2：1：2。5.根据权利要求2所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2.5％。6.根据权利要求1所述的锂离子电池用石墨烯溶液添加剂，其特征在于：石墨烯在混合溶液中的质量百分比为2.5％。7.一种如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张芬红，高国鹏，司宏君，
申请(专利权)人：江苏红东科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32