一种基于石墨烯内衬的锂电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锂电池领域，具体涉及一种基于石墨烯内衬的锂电池。
【背景技术】
[0002]能源与环境是人类社会生存与发展的基本条件，是支撑国家建设和经济发展的重要物质基础，也是当今全世界所面临的相互矛盾的两大难题。实现能源与环境的协调可持续发展是全人类的共同愿望与奋斗目标。随着传统非可再生能源的不断消耗和全球环境的日益恶化，开发利用新型绿色能源迫在眉睫。太阳能、风能、海洋能、核能、生物质能和氢能等都是在20世纪迅速发展起来的新型能源，它们在我们日常生活的各个领域都发挥着重大作用。然而为了进一步提高能源的利用效率，就必须更好地实现能源的储存与转化，绿色电源是一种新型可再生能源，它能很好地实现能源的存储、转化与利用。其中以锂二次电池为代表的新型绿色二次电池作为发展新型绿色能源技术，高能源转化与利用效率的主力军，随着电子电动工业的迅猛发展，正在被广泛的开发与应用。
[0003]锂二次电池具有工作电压高、比能量大、比功率大、循环性好、寿命长、自放电小、无记忆效应以及环境友好等优点，成为当前二次电池研发及应用的热点。锂二次电池已被广泛应用于移动电话、笔记本、数码产品等便携式电子设备。近年来，锂二次电池又开始朝大型化与微型化两个方向发展:i)作为汽车、舰船、航天航空设备上的动力电源和大型的电能储备调峰系统电源；ii)应用于智能卡、微型传感器、微电子系统和纳电子系统等电子器件中。
[0004]—般来说，常规锂离子电池包含有机液体电解质，有可能存在漏液、易燃、易爆等安全隐患。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的一种基于石墨烯内衬的锂电池，它采用固态电解质作为电解质材料，形成固态锂电池结构，负极采用石墨烯与锂碳膜的配合，大大改善了锂碳膜粘附效果不佳的问题，且它具有使用方便，操作简单，实用性好，安全系数高，成本低廉等特点。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]本实用新型所述的一种基于石墨烯内衬的锂电池，包括正极、固态电解质、负极和招包皮，所述正极包覆在固态电解质内，所述负极包覆电解质外层，包覆招包皮内，所述正极与正极接柱相连，所述负极通过底部的负极连接块与负极接柱相连，所述正极、固态电解质和负极上端设置有密封层，所述负极包括采用锂碳嵌入化合物制备的锂碳膜和锂碳膜外的石墨烯膜。
[0008]所述负极和铝包皮之间设置有二氧化硅膜。
[0009]所述正极底部设置有绝缘块，所述绝缘块底部安置在负极连接块上。
[0010]所述正极包括内芯处的不锈钢棒、粘合剂层和LiCoJii x02膜。
[0011]所述固态电解质采用发泡体结构，孔隙率不大于5ppi，所述固态电解质采用聚四氟乙烯制成，孔隙内采用氯酸锂填满。
[0012]采用上述结构后，本实用新型有益效果为:本实用新型采用固态电解质，能够解决了漏液、易燃、易爆等安全隐患，同时固态电解质具有较高的离子导电性、低的电子导电性和低活化能；采用锂碳膜能够利用其层状结构，更加有利于锂离子的嵌入和脱出，同时有助于其与石墨烯的粘合效果；石墨烯膜具有膜层结构牢固，同时以导热系数高达5300W/m.K，常温下其电子迀移率超过15000cm2/V*s，而电阻率只约1Ω.πι有助于导电作用；且它具有使用方便，操作简单，实用性好，安全系数高，成本低廉等特点。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图；
[0014]附图标记说明:
[0015]1、正极；2、固态电解质；3、负极；4、负极接柱；5、正极接柱；6、负极连接块；7、不锈钢棒；8、粘附层；9、LiC0.Nii X0J莫；10、锂碳膜；11、石墨烯膜；12、二氧化硅膜；13、绝缘块；14、铝包皮；15、密封层。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0017]如图1所示，本实用新型所述的一种基于石墨烯内衬的锂电池，包括正极1、固态电解质2、负极3和铝包皮14，所述正极1包覆在固态电解质2内，所述负极3包覆电解质2外层，包覆铝包皮14内，所述正极1与正极接柱5相连，所述负极3通过底部的负极连接块6与负极接柱4相连，所述正极1、固态电解质2和负极3上端设置有密封层15，所述负极3包括采用锂碳嵌入化合物制备的锂碳膜10和锂碳膜10外的石墨烯膜11。
[0018]所述负极3和铝包皮14之间设置有二氧化硅膜12。
[0019]所述正极1底部设置有绝缘块13，所述绝缘块13底部安置在负极连接块6上。
[0020]所述正极1包括内芯处的不锈钢棒7、粘合剂层8和LiCc^Nh x02膜9。
[0021]所述固态电解质2采用发泡体结构，孔隙率不大于5ppi，所述固态电解质2采用聚四氟乙烯制成，孔隙内采用氯酸锂填满。
[0022]本实用新型在使用时，米用固态电解质，能够解决了漏液、易燃、易爆等安全隐患，同时固态电解质具有较高的离子导电性、低的电子导电性和低活化能；采用锂碳膜能够利用其层状结构，更加有利于锂离子的嵌入和脱出，同时有助于其与石墨烯的粘合效果；石墨烯膜具有膜层结构牢固，同时以导热系数高达5300W/m.K，常温下其电子迀移率超过15000cm2/V.s，而电阻率只约1Ω.πι有助于导电作用；采用LiCoJh X0J莫作为正极材料，使得结构稳定性增加，从而改善电池的电化学性能；采用聚四氟乙烯和氯酸锂组合，不仅保证了固态电解质的锂电子传导作用，同时保留了聚合物电解质的优势和氯酸锂电解质的特性，使得电解质的传导作用更加有效，稳定性更佳。
[0023]本实用新型它采用固态电解质作为电解质材料，形成固态锂电池结构，负极采用石墨烯与锂碳膜的配合，大大改善了锂碳膜粘附效果不佳的问题，且它具有使用方便，操作简单，实用性好，安全系数高，成本低廉等特点。
[0024]以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
【主权项】
1.一种基于石墨烯内衬的锂电池，其特征在于:它包括正极(1)、固态电解质(2 )、负极(3 )和铝包皮(14 )，所述正极(1)包覆在固态电解质(2 )内，所述负极(3 )包覆电解质(2 )外层，包覆铝包皮(14)内，所述正极(1)与正极接柱(5)相连，所述负极(3)通过底部的负极连接块(6)与负极接柱(4)相连，所述正极(1)、固态电解质(2)和负极(3)上端设置有密封层(15)，所述负极(3)包括采用锂碳嵌入化合物制备的锂碳膜(10)和锂碳膜(10)外的石墨烯膜(11)。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯内衬的锂电池，其特征在于:所述负极(3)和铝包皮(14)之间设置有二氧化硅膜(12)。3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯内衬的锂电池，其特征在于:所述正极(1)底部设置有绝缘块(13)，所述绝缘块(13)底部安置在负极连接块(6 )上。4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯内衬的锂电池，其特征在于:所述正极(1)包括内芯处的不锈钢棒(7)、粘合剂层(8)和LiCoJii x02膜(9)。5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯内衬的锂电池，其特征在于:所述固态电解质(2)采用发泡体结构，孔隙率不大于5ppi，所述固态电解质(2)采用聚四氟乙烯制成，孔隙内采用氯酸锂填满。
【专利摘要】本实用新型涉及锂电池领域，具体涉及一种基于石墨烯内衬的锂电池，它包括正极、固态电解质、负极和铝包皮，所述正极包覆在固态电解质内，所述负极包覆电解质外层，包覆铝包皮内，所述正极与正极接柱相连，所述负极通过底部的负极连接块与负极接柱相连，所述正极、固态电解质和负极上端设置有密封层，所述负极包括锂碳膜和锂碳膜外的石墨烯膜。本实用新型它采用固态电解质作为电解质材料，形成固态锂电池结构，负极采用石墨烯与锂碳膜的配合，大大改善了锂碳膜粘附效果不佳的问题。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M4/62, H01M10/0565
【公开号】CN205004387
【申请号】CN201520569676
【发明人】詹炳辉
【申请人】深圳市科恩环保有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年8月2日