专利名称：一种正电极及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明属于电化学技术领域，具体的说是涉及一种正电极及其制备方法与应用。
背景技术：
自从英国曼彻斯特大学的安德烈· K ·海姆(Andre K. Geim)等在2004年制备出石墨烯材料。由于其独特的结构和光电性质受到了人们广泛的重视。单层石墨具有大的比表面积，优良的导电、导热性能和低的热膨胀系数而被认为是理想的材料。尤其是其高导电性质，大的比表面性质和其单分子层二维的纳米尺度的结构性质，可以广泛的应用于电极材料。因此，石墨烯材料被用作超级电容器和锂离子电池的电极材料。1990年，日本SONY公司首次成功地推出商品化的锂离子二次电池，其正极材料的活性物质采用钴酸锂(LiCoO2)t5由于钴酸锂制作工艺简单、材料热稳定性性能好、循环寿命长，因此，至今为止仍是最主要的锂离子二次电池正极材料，但是其存在价格昂贵、有毒、安全性能不高的缺点。之后，随着对电池的低成本、高比能量、循环性能好、高安全性和对环境友好等的要求的不断提高，锂离子二次电池正极材料步入迅速发展的阶段。除层状结构的钴酸锂外，过渡金属氧化物如层状结构的LiNW2和尖晶石结构的LiMn2O4作为正极材料的活性物质被广泛使用。其中，LiNiO2理论容量比较高075mAh/g)，但热稳定差、制备困难、 易发生副反应、生成的产物影响电池的容量和循环性能；而LiMn2O4循环性能差、比容量较低(理论比容量仅约为148mAh/g)，这主要是由于Mn3+易发生岐化反应和Jahn-Telle畸变效应。橄榄石结构的LiMPO4(M = FeXo.Mn.Ni等)聚阴离子的化合物，由于其特殊的结构导致这一类材料具有极低的电子导电率和离子扩散速率。不管上面哪类正极材料，都不能满足高的功率和能量密度的要求。锂离子电池具有较高的能量密度，但其功率密度较低。怎样使体系同时具有较高的能量密度和较高的功率密度是现阶段急需解决的一个很重要的问题。为了提高锂离子电池的功率密度，多采用纳米化和提高导电率的方法，但其提高功率密度的程度有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种能具有雁电容和双电层电容，以及提供较大能量密度和功率密度的正电极及其制备方法。以及，上述正电极在锂离子电池和/或超级电容器中的应用。为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下一种正电极，包括正极基片和结合在所述正极基片表面的正极涂层，所述正极涂层包含石墨烯衍生物材料、导电剂和粘结剂；所述石墨烯衍生物材料分子结构式如下
权利要求
1.一种正电极，包括正极基片和结合在所述正极基片表面的正极涂层，所述正极涂层包含石墨烯衍生物材料、导电剂和粘结剂；所述石墨烯衍生物材料分子结构式如下
2.根据权利要求1所述的正电极，其特征在于所述石墨烯衍生物材料、导电剂和粘结剂的质量含量分别为x、y、z，其中，x+y+z = l，0<x，y，z< 1。
3.—种正电极制备方法，包括如下步骤获取石墨烯衍生物材料、导电剂、粘结剂和正极基片，其中，所述石墨烯衍生物材料分子结构式如下醒将石墨烯衍生物材料、导电剂和粘结剂混合，制备成正极涂层液；将正极涂层液涂覆到正极基片表面，经干燥，得到所述正电极。
4.根据权利要求3所述的正电极制备方法，其特征在于所述石墨烯衍生物材料、导电剂和粘结剂的质量含量为x、y、z，其中，x+y+z = 1,0 < X, y, Z < 1。
5.根据权利要求3所述的正电极制备方法，其特征在于所述石墨烯衍生物材料获取方法如下
6.根据权利要求5所述的正电极制备方法，其特征在于所述加热进行氧化反应的过程包括下列步骤所述多壁碳纳米管或者天然鳞片石墨中先在酸性条件下处理ι 1 后， 再加入高锰酸钾溶液，在室温下搅拌1 池，然后加热至55°C 70°C进行氧化反应1 证。
7.根据权利要求5所述的正电极制备方法，其特征在于所述氧化反应步骤中，所述多壁碳纳米管或者天然鳞片石墨与所述高锰酸钾的质量比为1 5 20;所述氧化反应步骤中，所述多壁碳纳米管或者天然鳞片石墨与所述酸性条件下的酸的用量关系为每0. 5g多壁碳纳米管或者天然鳞片石墨中添加20 50ml的酸。
8.根据权利要求5所述的正电极制备方法，其特征在于所述洗涤是将经过滤所得的固体先用水洗涤，再用低沸点水溶性有机溶剂洗涤；所述干燥是将经洗涤后的固体置于40-60°C下真空干燥对-7浊。
9.根据权利要求8所述的正电极制备方法，其特征在于所述低沸点水溶性有机溶剂为乙醇、甲醇、乙腈中的至少一种。
10.根据权利要求1或2所述的正电极在锂离子电池和/或超级电容器中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种正极，包括正极基片和结合在正极基片表面的正极涂层，该正极涂层包含石墨烯衍生物材料、导电剂和粘结剂；该石墨烯衍生物材料分子结构式如下。该正电极制备方法为获取石墨烯衍生物材料、导电剂、粘结剂和正极基片；将石墨烯衍生物材料、导电剂和粘结剂混合，制备成正极涂层液；将正极涂层液涂覆到正极基片表面，经干燥，得到所述正电极。本发明正电极能提供雁电容和双电层电容，以及提供较大的能量密度和功率密度。正电极制备方法工序简单，对设备要求低，提高了生产效率，降低了生产成本，适于工业化生产。
文档编号H01B13/00GK102467990SQ20101053681
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者刘大喜, 周明杰, 潘军, 王要兵 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司