[发明专利]一种电沉积石墨烯薄膜锂离子电池负极极片的制备方法

说明书

本发明公开了一种电沉积石墨烯薄膜锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：(1)配置pH=1‑2的多酸溶液，将氧化石墨烯溶解于配置好的多酸溶液中，得到的分散体系作为电沉积液；(2)将铜箔置于电沉积液中进行沉积，在铜箔表面沉积得到多酸‑石墨烯复合膜；(3)将制得的多酸‑石墨烯复合膜在LiOH溶液中浸泡，使其氢离子和氢氧根离子充分反应，完成氢离子和锂离子的交换，得到多酸锂盐‑石墨烯复合膜；(4)将制得的多酸锂盐‑石墨烯复合膜清洗，烘干，该方法制备的负极极片致密，均一性好；电沉积时间短，有利于生产效率的提高。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电沉积石墨烯薄膜锂离子电池负极极片的制备方法。

背景技术

锂离子电池作为21世纪最有发展前景的绿色产品之一，得到了广大用户的一致认可。随着近几年来的高速发展，锂离子电池的产品开始多样化，从早期的消费品电池演化为动力电池，储能电池。但传统的锂离子电池原材料和制备工艺严重限制了锂离子电池的发展，传统的石墨负极极片的制备要经过搅拌制浆，涂布成片，加工周期至少48小时，加工周期较长，不利于生产效率的提高；石墨烯作为近几年来的新型材料，一问世就得到了广泛关注而采用。电沉积石墨烯薄膜制备的锂离子电池负极极片，电沉积可以直接制备成极片，时间短，有利于生产效率的提高。

另有中国专利申请号为201611046762.0，于2017年5月10日公开了一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、非水电解液和壳体，正极片、负极片、隔膜和非水电解液容置在壳体形成的收容空间内；正极片包括集流体和涂覆在集流体表面的锂离子电池正极材料，锂离子电池正极材料包括正极活性材料、粘结剂和有机溶剂，正极活性材料和粘结剂分散在有机溶剂中，正极活性材料的质量占正极活性材料和粘结剂总质量的50％-95％，正极活性材料包括磷酸铁锂和包覆在磷酸铁锂表面的石墨烯，磷酸铁锂与石墨烯的质量比为(1-100):1；负极片包括集流体和涂覆在集流体表面的锂离子电池负极材料，电池负极材料包括负极活性材料，负极活性材料包括天然石墨、人造石墨、软碳和硬碳中的至少一种。上述发明同要经过搅拌制浆，涂布成片，其加工周期较长，不利于生产效率的提高。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种电沉积石墨烯薄膜锂离子电池负极极片的制备方法，该方法电沉积时间短，通过电沉积制备的极片致密，均一性好；有利于生产效率的提高。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种电沉积石墨烯薄膜锂离子电池负极极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)配置pH=1-2的多酸溶液，将氧化石墨烯溶解于配置好的多酸溶液中，得到的分散体系作为电沉积液；

(2)将铜箔置于电沉积液中进行沉积，在铜箔表面沉积得到多酸-石墨烯复合膜；

(3)将制得的多酸-石墨烯复合膜在LiOH溶液中浸泡，使其氢离子和氢氧根离子充分反应，完成氢离子和锂离子的交换，得到多酸锂盐-石墨烯复合膜；

(4)将制得的多酸锂盐-石墨烯复合膜清洗，烘干。制得本发明的负极极片。

所述的多酸为H₃XY₁₂O₄₀、H₄XY₁₂O₄₀中的一种或者多种的混合物，其中X指P、Si两种元素中任意一种；Y指Mo、W两种元素中任意一种。

所述步骤(2)中的沉积方法是：电势区间设置为-1.4～0.6V，扫描速率设置为50mV/s，循环沉积50次。

所述步骤(2)中多酸-石墨烯复合膜的厚度为20-30微米。

所述步骤(4)中清洗方式为：用蒸馏水与无水乙醇交替清洗，直至滤液为无色；烘干方式为：将清洗好的多酸锂盐-石墨烯复合膜在80-120℃下烘干。