一种石墨烯锂离子负极极片的制作方法

本实用新型涉及石墨烯锂电池技术领域，尤其涉及一种石墨烯锂离子负极极片。

背景技术：

锂离子电池以其高电压、高能量密度、高循环稳定性、无记忆效应、长寿命等优点，逐渐占领电子产品市场并最终击败其他体系的电池，给人们的生活带来了极大的便利，而锂离子在充放电过程中存在体积的膨胀与收缩，由此产生的机械应力会影响活性材料结构的稳定，导致电池容量迅速衰减甚至发生跳水失效现象。

为此，提出了一种石墨烯锂离子负极极片,具备缓冲锂离子体积膨胀的优点，进而解决上述背景技术中的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种石墨烯锂离子负极极片。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种石墨烯锂离子负极极片，包括集流体、第一缓冲层、活性层和第二缓冲层，所述集流体的顶面复合有第一缓冲层，且第一缓冲层的上方通过支撑柱粘接有第二缓冲层，所述第一缓冲层和第二缓冲层之间抵接有活性层。

作为上述技术方案的进一步描述：所述支撑柱共设有多个，且多个支撑柱分布在第一缓冲层和第二缓冲层之间的四个拐角处。

作为上述技术方案的进一步描述：所述活性层由多层氧化锰层和石墨烯层压合而成，且多层氧化锰层和石墨烯层交替重叠。

作为上述技术方案的进一步描述：所述活性层的截面为波浪型结构。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型中，采用集流体、第一缓冲层、活性层、第二缓冲层、支撑柱、氧化锰层和石墨烯层构成石墨烯锂离子负极极片结构，通过氧化锰层和石墨烯层交替重叠的活性层能够提升负极极片的充放电容量，且能够延长使用寿命，而活性层截面为波浪型结构，能够给锂离子的体积膨胀提供缓冲的空间，从而保证活性层结构的稳定性，其中，集流体表面复合的第一缓冲层以及活性层顶面的第二缓冲层均为石墨材质，使得活性层处于第一缓冲层和第二缓冲层之间，能够进一步对锂离子的体积膨胀进行有效缓冲，避免活性层在反复充放电过程中因锂离子体积膨胀引起结构崩坏的情况。

附图说明

图1为本实用新型一种石墨烯锂离子负极极片的结构示意图；

图2为本实用新型一种石墨烯锂离子负极极片的活性层结构示意图；

图3为本实用新型一种石墨烯锂离子负极极片的俯视图。

图例说明：

1、集流体；2、第一缓冲层；3、活性层；4、第二缓冲层；5、支撑柱；6、氧化锰层；7、石墨烯层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

根据本实用新型的实施例，提供了一种石墨烯锂离子负极极片。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明，如图1-3所示，根据本实用新型实施例的一种石墨烯锂离子负极极片，包括集流体1、第一缓冲层2、活性层3和第二缓冲层4，集流体1的顶面复合有第一缓冲层2，且第一缓冲层2的上方通过支撑柱5粘接有第二缓冲层4，第一缓冲层2和第二缓冲层4之间抵接有活性层3，通过氧化锰层6和石墨烯层7交替重叠的活性层3能够提升负极极片的充放电容量，且能够延长使用寿命（其中，氧化锰层6为氧化锰纳米片），而活性层3截面为波浪型结构，能够给锂离子的体积膨胀提供缓冲的空间，从而保证活性层3结构的稳定性，其中，集流体1表面复合的第一缓冲层2以及活性层3顶面的第二缓冲层4均为石墨材质，使得活性层3处于第一缓冲层2和第二缓冲层4之间，能够进一步对锂离子的体积膨胀进行有效缓冲，避免活性层3在反复充放电过程中因锂离子体积膨胀引起结构崩坏的情况，其中，为了避免活性层3与锂电池的电解质发生副反应，可在第二缓冲层4的表面涂覆石墨烯材质的保护层；

在一个实施例中，支撑柱5共设有多个，且多个支撑柱5分布在第一缓冲层2和第二缓冲层4之间的四个拐角处，通过活性层3两个面设有的第一缓冲层2和第二缓冲层4，能够有效缓冲锂离子的体积膨胀。

在一个实施例中，活性层3由多层氧化锰层6和石墨烯层7压合而成，且多层氧化锰层6和石墨烯层7交替重叠，其中，氧化锰层6为氧化锰纳米片，采用氧化锰纳米片和石墨烯交替重叠的复合材料，具有增加充放电容量和使用寿命的优势。

在一个实施例中，活性层3的截面为波浪型结构，通过波浪型结构的活性层3能够为锂离子的体积膨胀进行提供空间，减少锂离子的体积膨胀对活性层3结构的影响。

工作原理：

使用时，通过氧化锰层6和石墨烯层7交替重叠的活性层3能够提升负极极片的充放电容量，且能够延长使用寿命（其中，氧化锰层6为氧化锰纳米片），而活性层3截面为波浪型结构，能够给锂离子的体积膨胀提供缓冲的空间，从而保证活性层3结构的稳定性，其中，集流体1表面复合的第一缓冲层2以及活性层3顶面的第二缓冲层4均为石墨材质，使得活性层3处于第一缓冲层2和第二缓冲层4之间，能够进一步对锂离子的体积膨胀进行有效缓冲，避免活性层3在反复充放电过程中因锂离子体积膨胀引起结构崩坏的情况。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种石墨烯锂离子负极极片，包括集流体（1）、第一缓冲层（2）、活性层（3）和第二缓冲层（4），其特征在于：所述集流体（1）的顶面复合有第一缓冲层（2），且第一缓冲层（2）的上方通过支撑柱（5）粘接有第二缓冲层（4），所述第一缓冲层（2）和第二缓冲层（4）之间抵接有活性层（3）。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯锂离子负极极片，其特征在于：所述支撑柱（5）共设有多个，且多个支撑柱（5）分布在第一缓冲层（2）和第二缓冲层（4）之间的四个拐角处。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯锂离子负极极片，其特征在于：所述活性层（3）由多层氧化锰层（6）和石墨烯层（7）压合而成，且多层氧化锰层（6）和石墨烯层（7）交替重叠。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯锂离子负极极片，其特征在于：所述活性层（3）的截面为波浪型结构。

技术总结
本实用新型公开了一种石墨烯锂离子负极极片，包括集流体、第一缓冲层、活性层和第二缓冲层，所述集流体的顶面复合有第一缓冲层，且第一缓冲层的上方通过支撑柱粘接有第二缓冲层；本实用新型中，通过氧化锰层和石墨烯层交替重叠的活性层能够提升负极极片的充放电容量，且能够延长使用寿命，而活性层截面为波浪型结构，能够给锂离子的体积膨胀提供缓冲的空间，从而保证活性层结构的稳定性，其中，集流体表面复合的第一缓冲层以及活性层顶面的第二缓冲层均为石墨材质，使得活性层处于第一缓冲层和第二缓冲层之间，能够进一步对锂离子的体积膨胀进行有效缓冲，避免活性层在反复充放电过程中因锂离子体积膨胀引起结构崩坏的情况。

技术研发人员：罗爱燕
受保护的技术使用者：广州红砖石建筑工程有限公司
技术研发日：2020.07.19
技术公布日：2020.12.29