[发明专利]一种石墨烯电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种石墨烯电池的制备方法。

背景技术

石墨烯狭义上指单层石墨，厚度为0.335nm，仅有一层碳原子，但实际上10层以内的石墨结构也可称作石墨烯。而10层以上的则被称为石墨薄膜。石墨烯的每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个杂化，并贡献剩余一个p轨道电子形成π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯优异的导性。由于原间作用力非常强，在常温下，即使周围碳原子发生碰撞，石墨烯中的电子受到的干扰也很小。在传输时不易发生散射，约为硅中电子迁移率的140倍。其电导率可达106s/m，是常温下导电性最佳的材料，可应用到各种电子元器件的制造。

石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。但是，现有的石墨烯电池对制备条件及环境要求较高，量产难度大、成本高。

发明内容

为解决上述问题，本发明的提出一种条件简单、产量好、效益高的石墨烯电池的制备方法。

本发明提出一种石墨烯电池的制备方法，包括以下步骤：

S1、在有机薄膜上涂覆氧化石墨烯溶液，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用高能射线在氧化石墨烯上进行照射，还原出若干石墨烯电池负极和负极极耳，清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯电池负极和极耳；

S2、在石墨烯电池负极和极耳上涂覆聚合物电解质，通过x,y轴平面寻址定位，采用高能射线进行照射，清洗多余的电解质，干燥得到固体聚合物电解质；

S3、在固体聚合物电解质上涂覆正极材料，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用高能射线进行照射，清洗多余的正极材料，清洗多余的正极材料，干燥得到电池正极，该电池正极和石墨烯电池负极和固体聚合物电解质组成石墨烯电池；

S4、将有机薄膜进行卷绕切割，根据石墨烯电池的形状裁剪成型，铆接电极，进行包装。

优选的，所述有机薄膜为聚二甲基硅氧烷薄膜、聚乙烯醇薄膜、PE薄膜、聚酯薄膜或涂覆水性UV树脂的薄膜中的一种。

优选的，所述高能射线包括激光、X射线、粒子束。

优选的，所述涂覆操作为喷涂、印刷或炫涂。

优选的，所述清洗操作是指用极性溶剂或有机溶剂进行清洗。

本发明的有益效果为：

1、采用高能射线，通过可寻址技术，编程设置x、y轴的走位控制还原石墨烯的布局以及聚合物电解质和电池正极的固化，定位准确，可同时制造多块石墨烯电池，且避免有毒还原剂的使用，环保。

2、无需另外装配极耳和背电极，简化电池结构，减少加工工序。

3、采用大直径卷绕设备，卷绕完成后进行裁剪，操作简单、效率高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。

实施例一：

一种石墨烯电池的制备方法，包括以下步骤：

S1、在聚酯薄膜上喷涂氧化石墨烯溶液，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用激光在氧化石墨烯上进行照射，还原出若干石墨烯电池负极和负极极耳，采用去离子水清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯电池负极和极耳；

S2、在石墨烯电池负极和极耳上喷涂聚合物电解质，通过x,y轴平面寻址定位，采用激光进行照射，清洗多余的电解质，干燥得到固体聚合物电解质；

S3、在固体聚合物电解质上喷涂正极材料，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用激光进行照射，清洗多余的正极材料，清洗多余的正极材料，干燥得到电池正极，该电池正极和石墨烯电池负极和固体聚合物电解质组成石墨烯电池；

S4、将聚酯薄膜进行卷绕切割，根据石墨烯电池的形状裁剪成型，铆接电极，进行包装。

实施例二：

一种石墨烯电池的制备方法，包括以下步骤：

S1、在聚乙烯醇薄膜上印刷氧化石墨烯溶液，根据电池形状，通过x,y轴平面寻址定位，采用X射线在氧化石墨烯上进行照射，还原出若干石墨烯电池负极和负极极耳，采用去离子水清洗多余的氧化石墨烯，干燥得到石墨烯电池负极和极耳；

S2、在石墨烯电池负极和极耳上印刷聚合物电解质，通过x,y轴平面寻址定位，采用X射线进行照射，清洗多余的电解质，干燥得到固体聚合物电解质；