基于三维石墨烯支架结构的高性能锂离子电池制备方法

摘要

本发明提供一种基于三维石墨烯支架结构的高性能锂离子电池制备方法，步骤如下：将镍片、铜片或镍铜合金片依此用丙酮，酒精，去离子水分别超声清洗，干燥后放入微波等离子体化学气相沉积腔体内，加热，通入甲烷，用氢等离子处理，结束处理后，形成三维石墨烯支架；再放入磁控溅射腔体内，将锂离子电池电极材料作为靶材，通入氩气，溅射；最后在氩气手套箱中组装成电池，其中，多空聚丙烯被用作隔膜，LiPF₆与碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯的混合液体被用作电解液。本发明方法首次获得了高质量的三维石墨烯结构，具有高的导电性，是柔性材料，能有效的缓解锂离子在充放电过程中引起的应力，能极大的提高电子及锂离子的输运速率。

主权项

基于三维石墨烯支架结构的高性能锂离子电池制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：步骤一，将镍片、铜片或镍铜合金片依此用丙酮，酒精，去离子水分别超声清洗5‑15分钟，干燥后放入1.5kW微波等离子体化学气相沉积腔体内，加热温度到600‑700度后加1100‑1400瓦的微波功率，同时通入1‑2sccm甲烷，保持压力为20‑30Torr，用氢等离子处理10‑30分钟，结束处理后，关掉等离子体，让腔体自然冷却，形成三维石墨烯支架；步骤二，将三维石墨烯支架从微波等离子体化学气相沉积腔体内取出，放入磁控溅射腔体内，将锂离子电池电极材料作为靶材，通入5‑15sccm的氩气控制压力在1‑3mTorr,加入30‑70W的射频功率，溅射10‑40分钟，之后就会在三维石墨烯支架表面覆盖一层将锂离子电池电极材料薄膜；步骤三，将覆有锂离子电池电极材料薄膜的三维石墨烯支架在氩气手套箱中组装成电池，其中，多空聚丙烯被用作隔膜，1.0mol/L LiPF₆与1：1：1的碳酸亚乙酯：碳酸二甲酯：碳酸二乙酯的混合液体被用作电解液，锂片被用作参考电极。