一种石墨烯动力电池材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯动力电池材料及其制备方法，所述的电池材料是由下述重量份的原料组成的：氢氧化锂100‑110、磷酸亚铁铵400‑500、氧化石墨烯30‑34、异丙醇铝10‑15、十二烷基二甲基溴化铵0.6‑1、甲基丙烯酸缩水甘油酯2‑3、甲基丙烯酸甲酯20‑30、过硫酸铵0.3‑0.5。本发明专利技术在高温煅烧过程得到的氧化铝溶胶具有很好的粘结性能，可以有效的提高成品材料的力学稳定性；本发明专利技术的材料作为动力电池具有很好的导电性能，且循环稳定性高，综合性能优越。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯动力电池材料及其制备方法
本专利技术属于新材料领域，具体涉及一种石墨烯动力电池材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子动力电池是目前国内外公认的最有潜力的车载电池，主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质等部分组成；其中，正极材料是锂离子电池的重要组成部分，也是决定锂离子电池性能的关键因素；因此，从资源、环保及安全性能方面考虑，寻找锂离子电池的理想电极活性材料仍是国际能源材料工作者所要解决的首要难题；目前已经商业化的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂；钴酸锂是目前广泛应用于小型锂离子电池的正极材料，但由于钴有毒、资源储量有限价格昂贵，且钴酸锂材料作为正极材料组装的电池安全性和热稳定性不好，在高温下会产生氧气，满足不了动力电池的技术要求；锰酸锂虽然价格低廉、环保、安全、倍率性能和安全性能好，但是其理论容量不高，循环使用性能、热稳定性和高温性能较差，在应用中的最大问题是循环性能不好，特别是高温下，材料中的三价锰离子和大倍率放电时在颗粒表面形成的二价锰离子，使得材料在电解液中的溶解明显，最终破坏了锰酸锂的结构，也降低了材料的循环性能；因此，寻找一种导电稳定性好，综合性能优越的锂离子动力电池材料对于现代化的发展十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种石墨烯动力电池材料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种石墨烯动力电池材料，它是由下述重量份的原料组成的：氢氧化锂100-110、磷酸亚铁铵400-500、氧化石墨烯30-34、异丙醇铝10-15、十二烷基二甲基溴化铵0.6-1、甲基丙烯酸缩水甘油酯2-3、甲基丙烯酸甲酯20-30、过硫酸铵0.3-0.5。所述石墨烯动力电池材料的制备方法，包括以下步骤：(1)取过硫酸铵，加入到其重量30-40倍的去离子水中，搅拌均匀；(2)取磷酸亚铁铵、甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，加入到混合料重量2-3倍的去离子水中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸甲酯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为50-70℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3-5小时，出料冷却，得环氧聚酯乳液；(3)取异丙醇铝、十二烷基二甲基溴化铵混合，加入到混合料重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入氧化石墨烯，搅拌反应4-6小时，加入上述环氧聚酯乳液，升高温度为160-180℃，加入氢氧化锂，保温搅拌3-5小时，抽滤，将滤饼水洗，送入烧结炉中，通入氩气，煅烧10-20小时，出料冷却，即得所述石墨烯动力电池材料。所述的一种石墨烯动力电池材料的制备方法，步骤(3)中所述的煅烧，其温度为800-950℃。本专利技术的优点：本专利技术采用甲基丙烯酸缩水甘油酯处理甲基丙烯酸甲酯，然后在引发剂作用下聚合，得到环氧聚酯乳液；然后以异丙醇铝为前驱体，以十二烷基二甲基溴化铵为分散剂处理石墨烯，将得到的石墨烯铝溶胶与华引用聚酯共混，促进环氧基与氧化石墨烯表面的羟基反应，从而促进了各原料间的分散相容性，在反应过程中通过氢氧化锂、磷酸亚铁铵的反应，得到电池的主料成分，本专利技术在高温煅烧过程得到的氧化铝溶胶具有很好的粘结性能，可以有效的提高成品材料的力学稳定性；本专利技术的材料作为动力电池具有很好的导电性能，且循环稳定性高，综合性能优越；本专利技术的动力电池材料相对于直接将石墨烯、磷酸铁锂共混得到的复合材料，具有更好的力学、导电循环稳定性。具体实施方式实施例1一种石墨烯动力电池材料，它是由下述重量份的原料组成的：氢氧化锂110、磷酸亚铁铵500、氧化石墨烯34、异丙醇铝15、十二烷基二甲基溴化铵1、甲基丙烯酸缩水甘油酯3、甲基丙烯酸甲酯30、过硫酸铵0.5。所述石墨烯动力电池材料的制备方法，包括以下步骤：(1)取过硫酸铵，加入到其重量40倍的去离子水中，搅拌均匀；(2)取磷酸亚铁铵、甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，加入到混合料重量3倍的去离子水中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸甲酯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌5小时，出料冷却，得环氧聚酯乳液；(3)取异丙醇铝、十二烷基二甲基溴化铵混合，加入到混合料重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入氧化石墨烯，搅拌反应6小时，加入上述环氧聚酯乳液，升高温度为180℃，加入氢氧化锂，保温搅拌5小时，抽滤，将滤饼水洗，送入烧结炉中，通入氩气，煅烧20小时，出料冷却，即得所述石墨烯动力电池材料。所述的一种石墨烯动力电池材料的制备方法，步骤(3)中所述的煅烧，其温度为950℃。实施例2一种石墨烯动力电池材料，它是由下述重量份的原料组成的：氢氧化锂100、磷酸亚铁铵400、氧化石墨烯30、异丙醇铝10、十二烷基二甲基溴化铵0.6、甲基丙烯酸缩水甘油酯2、甲基丙烯酸甲酯20、过硫酸铵0.3。所述石墨烯动力电池材料的制备方法，包括以下步骤：(1)取过硫酸铵，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀；(2)取磷酸亚铁铵、甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，加入到混合料重量2倍的去离子水中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸甲酯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为50℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3小时，出料冷却，得环氧聚酯乳液；(3)取异丙醇铝、十二烷基二甲基溴化铵混合，加入到混合料重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，加入氧化石墨烯，搅拌反应4小时，加入上述环氧聚酯乳液，升高温度为160℃，加入氢氧化锂，保温搅拌3小时，抽滤，将滤饼水洗，送入烧结炉中，通入氩气，煅烧10小时，出料冷却，即得所述石墨烯动力电池材料。所述的一种石墨烯动力电池材料的制备方法，步骤(3)中所述的煅烧，其温度为800℃。性能测试：实施例1的石墨烯动力电池材料；松装密度：1.29g/cm3；振实密度：2.30g/cm3；比容量(25℃，1C，vsli,mAh/g)133.3；循环10次后，比容量为124.5mAh/g；实施例2的石墨烯动力电池材料；松装密度：1.31g/cm3；振实密度：2.32g/cm3；比容量(25℃，1C，vsli,mAh/g)134.0；循环10次后，比容量为124.8mAh/g。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯动力电池材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：氢氧化锂100‑110、磷酸亚铁铵400‑500、氧化石墨烯30‑34、异丙醇铝10‑15、十二烷基二甲基溴化铵0.6‑1、甲基丙烯酸缩水甘油酯2‑3、甲基丙烯酸甲酯20‑30、过硫酸铵0.3‑0.5。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯动力电池材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：氢氧化锂100-110、磷酸亚铁铵400-500、氧化石墨烯30-34、异丙醇铝10-15、十二烷基二甲基溴化铵0.6-1、甲基丙烯酸缩水甘油酯2-3、甲基丙烯酸甲酯20-30、过硫酸铵0.3-0.5。2.一种如权利要求1所述石墨烯动力电池材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取过硫酸铵，加入到其重量30-40倍的去离子水中，搅拌均匀；(2)取磷酸亚铁铵、甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，加入到混合料重量2-3倍的去离子水中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸甲酯，送入到反应釜中...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙艺宾，
申请(专利权)人：合肥艾飞新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34