一種基于石墨烯內襯的鋰電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋰電池領域，具體涉及一種基于石墨烯內襯的鋰電池。
【背景技術】
[0002]能源與環(huán)境是人類社會生存與發(fā)展的基本條件，是支撐國家建設和經濟發(fā)展的重要物質基礎，也是當今全世界所面臨的相互矛盾的兩大難題。實現(xiàn)能源與環(huán)境的協(xié)調可持續(xù)發(fā)展是全人類的共同愿望與奮斗目標。隨著傳統(tǒng)非可再生能源的不斷消耗和全球環(huán)境的日益惡化，開發(fā)利用新型綠色能源迫在眉睫。太陽能、風能、海洋能、核能、生物質能和氫能等都是在20世紀迅速發(fā)展起來的新型能源，它們在我們日常生活的各個領域都發(fā)揮著重大作用。然而為了進一步提高能源的利用效率，就必須更好地實現(xiàn)能源的儲存與轉化，綠色電源是一種新型可再生能源，它能很好地實現(xiàn)能源的存儲、轉化與利用。其中以鋰二次電池為代表的新型綠色二次電池作為發(fā)展新型綠色能源技術，高能源轉化與利用效率的主力軍，隨著電子電動工業(yè)的迅猛發(fā)展，正在被廣泛的開發(fā)與應用。
[0003]鋰二次電池具有工作電壓高、比能量大、比功率大、循環(huán)性好、壽命長、自放電小、無記憶效應以及環(huán)境友好等優(yōu)點，成為當前二次電池研發(fā)及應用的熱點。鋰二次電池已被廣泛應用于移動電話、筆記本、數(shù)碼產品等便攜式電子設備。近年來，鋰二次電池又開始朝大型化與微型化兩個方向發(fā)展:i)作為汽車、艦船、航天航空設備上的動力電源和大型的電能儲備調峰系統(tǒng)電源；ii)應用于智能卡、微型傳感器、微電子系統(tǒng)和納電子系統(tǒng)等電子器件中。
[0004]—般來說，常規(guī)鋰離子電池包含有機液體電解質，有可能存在漏液、易燃、易爆等安全隱患。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的缺陷和不足，提供一種結構簡單，設計合理、使用方便的一種基于石墨烯內襯的鋰電池，它采用固態(tài)電解質作為電解質材料，形成固態(tài)鋰電池結構，負極采用石墨烯與鋰碳膜的配合，大大改善了鋰碳膜粘附效果不佳的問題，且它具有使用方便，操作簡單，實用性好，安全系數(shù)高，成本低廉等特點。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0007]本實用新型所述的一種基于石墨烯內襯的鋰電池，包括正極、固態(tài)電解質、負極和招包皮，所述正極包覆在固態(tài)電解質內，所述負極包覆電解質外層，包覆招包皮內，所述正極與正極接柱相連，所述負極通過底部的負極連接塊與負極接柱相連，所述正極、固態(tài)電解質和負極上端設置有密封層，所述負極包括采用鋰碳嵌入化合物制備的鋰碳膜和鋰碳膜外的石墨烯膜。
[0008]所述負極和鋁包皮之間設置有二氧化硅膜。
[0009]所述正極底部設置有絕緣塊，所述絕緣塊底部安置在負極連接塊上。
[0010]所述正極包括內芯處的不銹鋼棒、粘合劑層和LiCoJii x02膜。
[0011]所述固態(tài)電解質采用發(fā)泡體結構，孔隙率不大于5ppi，所述固態(tài)電解質采用聚四氟乙烯制成，孔隙內采用氯酸鋰填滿。
[0012]采用上述結構后，本實用新型有益效果為:本實用新型采用固態(tài)電解質，能夠解決了漏液、易燃、易爆等安全隱患，同時固態(tài)電解質具有較高的離子導電性、低的電子導電性和低活化能；采用鋰碳膜能夠利用其層狀結構，更加有利于鋰離子的嵌入和脫出，同時有助于其與石墨烯的粘合效果；石墨烯膜具有膜層結構牢固，同時以導熱系數(shù)高達5300W/m.K，常溫下其電子迀移率超過15000cm2/V*s，而電阻率只約1Ω.πι有助于導電作用；且它具有使用方便，操作簡單，實用性好，安全系數(shù)高，成本低廉等特點。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0014]附圖標記說明:
[0015]1、正極；2、固態(tài)電解質；3、負極；4、負極接柱；5、正極接柱；6、負極連接塊；7、不銹鋼棒；8、粘附層；9、LiC0.Nii X0J莫；10、鋰碳膜；11、石墨烯膜；12、二氧化硅膜；13、絕緣塊；14、鋁包皮；15、密封層。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0017]如圖1所示，本實用新型所述的一種基于石墨烯內襯的鋰電池，包括正極1、固態(tài)電解質2、負極3和鋁包皮14，所述正極1包覆在固態(tài)電解質2內，所述負極3包覆電解質2外層，包覆鋁包皮14內，所述正極1與正極接柱5相連，所述負極3通過底部的負極連接塊6與負極接柱4相連，所述正極1、固態(tài)電解質2和負極3上端設置有密封層15，所述負極3包括采用鋰碳嵌入化合物制備的鋰碳膜10和鋰碳膜10外的石墨烯膜11。
[0018]所述負極3和鋁包皮14之間設置有二氧化硅膜12。
[0019]所述正極1底部設置有絕緣塊13，所述絕緣塊13底部安置在負極連接塊6上。
[0020]所述正極1包括內芯處的不銹鋼棒7、粘合劑層8和LiCc^Nh x02膜9。
[0021]所述固態(tài)電解質2采用發(fā)泡體結構，孔隙率不大于5ppi，所述固態(tài)電解質2采用聚四氟乙烯制成，孔隙內采用氯酸鋰填滿。
[0022]本實用新型在使用時，米用固態(tài)電解質，能夠解決了漏液、易燃、易爆等安全隱患，同時固態(tài)電解質具有較高的離子導電性、低的電子導電性和低活化能；采用鋰碳膜能夠利用其層狀結構，更加有利于鋰離子的嵌入和脫出，同時有助于其與石墨烯的粘合效果；石墨烯膜具有膜層結構牢固，同時以導熱系數(shù)高達5300W/m.K，常溫下其電子迀移率超過15000cm2/V.s，而電阻率只約1Ω.πι有助于導電作用；采用LiCoJh X0J莫作為正極材料，使得結構穩(wěn)定性增加，從而改善電池的電化學性能；采用聚四氟乙烯和氯酸鋰組合，不僅保證了固態(tài)電解質的鋰電子傳導作用，同時保留了聚合物電解質的優(yōu)勢和氯酸鋰電解質的特性，使得電解質的傳導作用更加有效，穩(wěn)定性更佳。
[0023]本實用新型它采用固態(tài)電解質作為電解質材料，形成固態(tài)鋰電池結構，負極采用石墨烯與鋰碳膜的配合，大大改善了鋰碳膜粘附效果不佳的問題，且它具有使用方便，操作簡單，實用性好，安全系數(shù)高，成本低廉等特點。
[0024]以上所述僅是本實用新型的較佳實施方式，故凡依本實用新型專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本實用新型專利申請范圍內。
【主權項】
1.一種基于石墨烯內襯的鋰電池，其特征在于:它包括正極(1)、固態(tài)電解質(2 )、負極(3 )和鋁包皮(14 )，所述正極(1)包覆在固態(tài)電解質(2 )內，所述負極(3 )包覆電解質(2 )外層，包覆鋁包皮(14)內，所述正極(1)與正極接柱(5)相連，所述負極(3)通過底部的負極連接塊(6)與負極接柱(4)相連，所述正極(1)、固態(tài)電解質(2)和負極(3)上端設置有密封層(15)，所述負極(3)包括采用鋰碳嵌入化合物制備的鋰碳膜(10)和鋰碳膜(10)外的石墨烯膜(11)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯內襯的鋰電池，其特征在于:所述負極(3)和鋁包皮(14)之間設置有二氧化硅膜(12)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯內襯的鋰電池，其特征在于:所述正極(1)底部設置有絕緣塊(13)，所述絕緣塊(13)底部安置在負極連接塊(6 )上。4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯內襯的鋰電池，其特征在于:所述正極(1)包括內芯處的不銹鋼棒(7)、粘合劑層(8)和LiCoJii x02膜(9)。5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯內襯的鋰電池，其特征在于:所述固態(tài)電解質(2)采用發(fā)泡體結構，孔隙率不大于5ppi，所述固態(tài)電解質(2)采用聚四氟乙烯制成，孔隙內采用氯酸鋰填滿。
【專利摘要】本實用新型涉及鋰電池領域，具體涉及一種基于石墨烯內襯的鋰電池，它包括正極、固態(tài)電解質、負極和鋁包皮，所述正極包覆在固態(tài)電解質內，所述負極包覆電解質外層，包覆鋁包皮內，所述正極與正極接柱相連，所述負極通過底部的負極連接塊與負極接柱相連，所述正極、固態(tài)電解質和負極上端設置有密封層，所述負極包括鋰碳膜和鋰碳膜外的石墨烯膜。本實用新型它采用固態(tài)電解質作為電解質材料，形成固態(tài)鋰電池結構，負極采用石墨烯與鋰碳膜的配合，大大改善了鋰碳膜粘附效果不佳的問題。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M4/62, H01M10/0565
【公開號】CN205004387
【申請?zhí)枴緾N201520569676
【發(fā)明人】詹炳輝
【申請人】深圳市科恩環(huán)保有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年8月2日