墨电极为负极材料，super-p为正极，其中，锂化石墨电极的质量m与super-p的质量M关系为m ^ 4M，在正极与负极间填充G4电解液，通过气孔与空气接触制成锂离子氧气电池。
[0036]实施例2
[0037]将天然石墨、乙炔黑、PVDF按质量比为75: 20: 5混合并搅拌均匀，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)调整混合物的粘性直到混合物可以成线状滴落，然后均匀涂覆在铜箔上，其中滴加的N-甲基吡咯烷酮(NMP)的量与天然石墨的量的关系为65滴:Ig ;将涂覆后的铜箔置于70°C干燥箱中烘干，然后放入真空干燥箱中120°C下干燥2h ;将涂覆好的石墨压实，裁成直径为12mm的圆形材料，即石墨电极；将所得的石墨电极在真空烘箱中80°C下干燥8h ;在手套箱中将石墨电极与锂片压于CR2032型扣式电池中充分接触，中间滴加4?5滴LB303有机电解液反应，反应36h后形成锂化后的石墨电极材料并取出；以锂化石墨电极为负极材料，super-p为正极，其中，锂化石墨电极的质量m与super-p的质量M关系为m ^ 4M，在正极与负极间填充G4电解液，通过气孔与空气接触制成锂离子氧气电池。
[0038]实施例3
[0039]将天然石墨、乙炔黑、PVDF按质量比为85: 12: 3混合并搅拌均匀，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)调整混合物的粘性直到混合物可以成线状滴落，然后均匀涂覆在铜箔上，其中滴加的N-甲基吡咯烷酮(NMP)的量与天然石墨的量的关系为73滴:Ig ;将涂覆后的铜箔置于70°C干燥箱中烘干，然后放入真空干燥箱中120°C下干燥2h ;将涂覆好的石墨压实，裁成直径为12mm的圆形材料，即石墨电极；将所得的石墨电极在真空烘箱中80°C下干燥8h ;在手套箱中将石墨电极与锂片压于CR2032型扣式电池中充分接触，中间滴加4?5滴LB303有机电解液反应，反应36h后形成锂化后的石墨电极材料并取出；以锂化石墨电极为负极材料，super-p为正极，其中，锂化石墨电极的质量m与super-p的质量M关系为m ^ 4M，在正极与负极间填充G4电解液，通过气孔与空气接触制成锂离子氧气电池。
[0040]实施例4
[0041]将天然石墨、乙炔黑、PVDF按质量比为90: 5: 5混合并搅拌均匀，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)调整混合物的粘性直到混合物可以成线状滴落，然后均匀涂覆在铜箔上，其中滴加的N-甲基吡咯烷酮(NMP)的量与天然石墨的量的关系为78滴:Ig ;将涂覆后的铜箔置于70°C干燥箱中烘干，然后放入真空干燥箱中120°C下干燥2h ;将涂覆好的石墨压实，裁成直径为12mm的圆形材料，即石墨电极；将所得的石墨电极在真空烘箱中80°C下干燥8h ;在手套箱中将石墨电极与锂片压于CR2032型扣式电池中充分接触，中间滴加4?5滴LB303有机电解液反应，反应36h后形成锂化后的石墨电极材料并取出；以锂化石墨电极为负极材料，super-p为正极，其中，锂化石墨电极的质量m与super-p的质量M关系为m ^ 4M，在正极与负极间填充G4电解液，通过气孔与空气接触制成锂离子氧气电池。
[0042]本发明中将石墨电极与锂片压于CR2032型扣式电池中充分接触的过程为锂化反应，锂化方式为物理接触，相对化学锂化方式简单便捷，并能使石墨嵌锂充分，且物理锂化的时间是36h，时间太短会造成锂化不充分，时间太长锂化石墨会有自放电的现象，容量有损失。
[0043]参见图3至图10，对比图2可见，由于本发明中用嵌锂的石墨电极代替锂片，电解液会在石墨表层形成一层固体电解质膜，可以有效隔绝锂片与电解液的接触，从而防止枝晶的产生；另一方面，在锂离子转移过程中，石墨骨架有很好的支撑作用，使得负极结构相对稳定，循环性也大大提高，解决了锂溶解以及锂片变薄的问题，锂化石墨电极的充放电性能得到大大提高，且由锂化石墨电极作为负极所装成的锂离子氧气电池充放电性能较佳。可见，在锂空气电池的优势保持的前提下，该发明可以有效的提升电池的稳定性和循环性會K。
[0044]优选的，如图6和图10所示，本发明在天然石墨、乙炔黑、PVDF质量配比为90: 5: 5情况下，锂化石墨电极的充放电性能以及由锂化石墨电极作为负极所装成的锂离子氧气电池充放电性能最佳，以锂化石墨电极作为负极所制备的锂离子氧气电池的能量密度能达到5000Wh/kg，容量循环稳定，完全可以替代汽油作为新一代汽车能源。
[0045]以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于嵌锂石墨的可充放锂离子氧气电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将天然石墨、乙炔黑、PVDF按质量比为60?90:5?35:3?8混合并搅拌均匀，加入溶剂制成糊状胶合剂后均匀涂覆在铜箔上； (2)将涂覆后的铜箔烘干； (3)烘干后压实处理，并裁成石墨电极； (4)将所述石墨电极与锂片充分接触，并滴加电解液反应生成锂化石墨电极； (5)以所述锂化石墨电极为负极材料，super-p为正极材料，通过气孔与空气接触制成锂离子氧气电池。2.根据权利要求1所述的基于嵌锂石墨的可充放锂离子氧气电池的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中的溶剂为N-甲基吡咯烷酮，其滴加的量与天然石墨的量的关系为50 ?100 滴:lg。3.根据权利要求2所述的基于嵌锂石墨的可充放锂离子氧气电池的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中将天然石墨、乙炔黑、PVDF按质量配比为90:5:5混合并搅拌均匀，加AN-甲基吡咯烷酮制成糊状胶合剂后均匀涂覆在铜箔上，滴加的N-甲基吡咯烷酮的量与天然石墨的量的关系为78滴:lg。4.根据权利要求1所述的基于嵌锂石墨的可充放锂离子氧气电池的制备方法，其特征在于:所述步骤(5)中将所述石墨电极与所述锂片压于扣式电池中接触反应。5.根据权利要求4所述的基于嵌锂石墨的可充放锂离子氧气电池的制备方法，其特征在于:所述步骤(5)中所述石墨电极与所述锂片接触反应36h。6.根据权利要求1所述的基于嵌锂石墨的可充放锂离子氧气电池的制备方法，其特征在于:所述步骤(6)中所述锂化石墨电极的质量m与super-p的质量M关系为m彡4M。7.根据权利要求1-6任一项所述的基于嵌锂石墨的可充放锂离子氧气电池的制备方法，其特征在于:所述步骤￠)中的电解液为G4。
【专利摘要】本发明涉及一种基于嵌锂石墨的可充放锂离子氧气电池的制备方法，首先制备锂化石墨电极材料，然后以锂化石墨电极为负极材料，super-p为正极材料，通过气孔与空气接触制成锂离子氧气电池。本发明中用嵌锂的石墨电极代替锂片，电解液会在石墨表层形成一层固体电解质膜，可以有效隔绝锂片与电解液的接触，从而防止枝晶的产生；另一方面，在锂离子转移过程中，石墨骨架有很好的支撑作用，使得负极结构相对稳定，循环性也大大提高，解决了锂溶解以及锂片变薄的问题，锂化石墨电极的充放电性能得到大大提高，且由锂化石墨电极作为负极所装成的锂离子氧气电池充放电性能较佳。
【IPC分类】H01M12/08, H01M4/587
【公开号】CN105024113
【申请号】CN201510404087
【发明人】何平, 周豪慎, 李翔
【申请人】苏州迪思伏新能源科技有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月10日