權(quán)利要求

1.鋰離子電池用納米復(fù)合添加劑，其特征在于，包括納米陶瓷顆粒、石墨烯粉末和防團(tuán)聚添加劑，所述納米陶瓷顆粒、石墨烯粉末、防團(tuán)聚添加劑的質(zhì)量比為（0.8-1.2）:（0.8-1.2）:0.01。2.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池用納米復(fù)合添加劑，其特征在于，所述陶瓷顆粒經(jīng)過(guò)如下處理：將納米陶瓷顆粒放入硝酸水溶液中，回流，過(guò)濾，加入纖維素水溶液，依次經(jīng)過(guò)噴霧干燥處理、高溫加熱處理，得到處理后的納米陶瓷顆粒。 3.如權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池用納米復(fù)合添加劑，其特征在于，所述硝酸水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-5%，所述纖維素水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。 4.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池用納米復(fù)合添加劑，其特征在于，所述石墨烯經(jīng)過(guò)如下處理：石墨烯粉末高溫退火處理，降至室溫，將石墨烯進(jìn)行酸化處理，離心回收，得到處理后的石墨烯粉末。 5.如權(quán)利要求4所述的鋰離子電池用納米復(fù)合添加劑，其特征在于，所述酸化處理是將石墨烯置于混酸中，所述混酸是濃硫酸和濃硝酸的混合物，二者體積比為3:1。 6.制備如權(quán)利要求1-5任一所述的納米復(fù)合添加劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： S1：將處理后的石墨烯粉末放入無(wú)水乙醇中配置成質(zhì)量濃度為1%的溶液，然后進(jìn)行超聲處理，將處理后的納米陶瓷顆粒和防團(tuán)聚添加劑加入該溶液中，得到混合物； S2：將步驟S1得到的混合物依次進(jìn)行砂磨處理、加熱攪拌處理、干燥處理，將干燥后的半成品高溫退火處理，降至室溫，得到納米復(fù)合添加劑。 7.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池用納米復(fù)合添加劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中處理后的納米陶瓷顆粒與防團(tuán)聚添加劑的摩爾比為100000：（1-6）。 8.如權(quán)利要求7所述的一種鋰離子電池用納米復(fù)合添加劑的制備方法，其特征在于，步驟S2的高溫退火處理中的氣體氛圍是氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚?，二者體積比為50：（1-4）。 9.如權(quán)利要求1-5任一所述的納米復(fù)合添加劑的應(yīng)用，其特征在于，所述納米復(fù)合添加劑與正極材料混合使用制成電池，所述納米復(fù)合添加劑與正極材料質(zhì)量比為1：1000。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池用納米復(fù)合添加劑及制備方法和應(yīng)用，屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、電壓高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于便攜設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域。特別是近年來(lái)，隨著我國(guó)能源戰(zhàn)略的確立，越來(lái)越多的電動(dòng)汽車(chē)使用動(dòng)力鋰離子電池。但是，鋰離子電池存在自燃的問(wèn)題一直難以解決，鋰離子電池自燃主要是因?yàn)殡姵匮h(huán)過(guò)程中產(chǎn)生枝晶造成內(nèi)部短路，從而引起高溫引燃電解液。目前所有種類(lèi)的鋰離子電池都存在這個(gè)現(xiàn)象。

近年來(lái)，鋰離子電池引發(fā)的火災(zāi)甚至爆炸事件屢見(jiàn)不鮮，很大程度上制約了鋰離子電池的發(fā)展。鋰離子電池發(fā)生危險(xiǎn)的原因是電池內(nèi)部發(fā)生失控的放熱反應(yīng)，主要是由以下動(dòng)作引起的：（1）如鋰離子電池過(guò)充，正極材料繼續(xù)脫鋰，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌或從陰極材料釋放氧氣，導(dǎo)致電解質(zhì)氧化和分解，釋放大量熱量。（2）鋰離子電池在長(zhǎng)期循環(huán)過(guò)程中，負(fù)極表面會(huì)形成鋰枝晶。其中一些脫落形成“死鋰”，而另一些則生長(zhǎng)并刺破隔膜，導(dǎo)致電池短路。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的第一目的在于提供一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑。

本發(fā)明的第二目的在于提供上述納米復(fù)合添加劑的制備方法。

本發(fā)明的第三目的在于提供上述納米復(fù)合添加劑的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)第一目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑，包括納米陶瓷顆粒、石墨烯粉末和防團(tuán)聚添加劑，所述納米陶瓷顆粒、石墨烯粉末、防團(tuán)聚添加劑的質(zhì)量比為（0.8-1.2）:（0.8-1.2）:0.01；

優(yōu)選的，所述納米陶瓷顆粒為五氧化二鈮、二氧化鈦、氣相白炭黑、三氧化二鋁、碳化鈦、氮化硅、TiB 2、B 4C、ZrO 2、ZrH、Y 2O 3、CNTs、BN、BaTiO 3中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述陶瓷顆粒經(jīng)過(guò)如下處理：將納米陶瓷顆粒放入硝酸水溶液中，回流，過(guò)濾，加入纖維素水溶液，依次經(jīng)過(guò)噴霧干燥處理、高溫加熱處理，得到處理后的納米陶瓷顆粒。

優(yōu)選的，所述防團(tuán)聚添加劑為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、乳化劑OP-10、乳化劑OP-20、PVP、脂肪醇、脂肪酸、脂肪胺、烷基苯、磺化類(lèi)產(chǎn)烷基苯磺酸/鹽（LAS）、AES、脂肪醇醚硫酸鹽、烷基苯磺酸、烷基硫酸鹽、烯烴磺酸鹽、磷酸酯、羧酸酯、磷酸酯、脂肪醇醚、聚醚、脂肪胺醚、烷基酚醚、烷醇酰胺和烷基糖苷中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述硝酸水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-5%，所述纖維素水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。

采用上述技術(shù)方案，所采用的納米陶瓷顆粒的粒徑為1-100nm，將納米陶瓷顆粒放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-5%的硝酸水溶液，120-150℃回流處理1-3h，過(guò)濾回收后，加入1L質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的纖維素水溶液，攪拌1-5h，利用噴霧干燥器得到顆粒形態(tài)產(chǎn)品，再放置真空加熱爐中600-900℃加熱2-6h，降至室溫，得到處理后的納米陶瓷顆粒。

通過(guò)硝酸及混酸處理是為了去除石墨烯中的雜質(zhì)，同時(shí)石墨烯帶上硝基等基團(tuán)，通過(guò)這些基團(tuán)增加石墨烯與其他物質(zhì)的親和性。

優(yōu)選的，所述石墨烯經(jīng)過(guò)如下處理：石墨烯粉末高溫退火處理，降至室溫，將石墨烯進(jìn)行酸化處理，離心回收，得到處理后的石墨烯粉末。

優(yōu)選的，所述酸化處理是將石墨烯置于混酸中，所述混酸是濃硫酸和濃硝酸的混合物，二者體積比為3:1。

采用上述技術(shù)方案，石墨烯粉末在400-500℃下退火處理1h，使薄膜結(jié)晶，自然冷卻至室溫后取出，將納米石墨烯在混酸（濃硫酸和濃硝酸的體積比為3：1）溶液中120-150℃酸化處理1-8h，離心回收，得到處理后的石墨烯。將石墨烯粉末進(jìn)行處理，主要是為了避免在后續(xù)嚴(yán)苛的處理過(guò)程中對(duì)石墨烯結(jié)構(gòu)造成表面破壞或切割結(jié)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)第二目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的制備方法，包括如下步驟：

S1：將處理后的石墨烯粉末放入無(wú)水乙醇中配置成質(zhì)量濃度為1%的溶液，然后進(jìn)行超聲處理，將處理后的納米陶瓷顆粒和防團(tuán)聚添加劑加入該溶液中，得到混合物；

S2：將步驟S1得到的混合物依次進(jìn)行砂磨處理、加熱攪拌處理、干燥處理，將干燥后的半成品高溫退火處理，降至室溫，得到納米復(fù)合添加劑。

優(yōu)選的，步驟S1中處理后的納米陶瓷顆粒與防團(tuán)聚添加劑的摩爾比為100000：（1-6）。

采用上述技術(shù)方案，將石墨烯粉體放入無(wú)水乙醇中配置成質(zhì)量濃度為1%的溶液，然后進(jìn)行超聲處理。待石墨烯粉體分散均勻后，將處理后的陶瓷顆粒和防團(tuán)聚添加劑加入該溶液中。

優(yōu)選的，步驟S2的高溫退火處理中的氣體氛圍是氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚猓唧w積比為50：（1-4）。

采用上述技術(shù)，將混合物加入砂磨機(jī)中，砂磨處理0.5-2h，然后置于磁力攪拌水浴鍋中加熱攪拌4-8h后馬上放入100℃烘箱中干燥1-2h，然后放入熱處理爐中500-900℃退火1h，氣體氛圍是氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚?，氮?dú)馀c氫氣的體積為50：（1-4），然后自然降溫，得到最終產(chǎn)品。

為了實(shí)現(xiàn)第三目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的應(yīng)用，所述納米復(fù)合添加劑與正極材料混合使用制成電池，所述納米復(fù)合添加劑與正極材料質(zhì)量比為1：1000。

本發(fā)明的有益效果：

（1）本發(fā)明通過(guò)向正極材料中添加納米陶瓷顆粒與石墨烯復(fù)合材料，將導(dǎo)電性非常好的1-3層石墨烯包裹陶瓷顆粒，形成鋰離子電池用3D耐高溫添加劑。

（2）本發(fā)明制備的復(fù)合添加劑可以促成鋰離子電池正極材料構(gòu)造出納米三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高電導(dǎo)率和比表面積，這有利于電解液的滲透，提高了Li +的遷移率，降低了界面阻抗，提高電池性能。

（3）本發(fā)明的3D陶瓷-石墨烯復(fù)合添加劑可以阻隔鋰枝晶的生長(zhǎng)通道有效抑制枝晶的產(chǎn)生。當(dāng)鋰離子電池?zé)崾Э貢r(shí)，陶瓷顆粒會(huì)產(chǎn)生體積膨脹，在高溫下可以阻斷電池回路，從而避免嚴(yán)重的自燃和爆炸。同時(shí)，形成對(duì)電池正極材料的支撐結(jié)構(gòu)，避免結(jié)構(gòu)坍塌。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明石墨烯復(fù)合陶瓷顆粒透射電子顯微鏡圖（3萬(wàn)倍）；

圖2為本發(fā)明石墨烯復(fù)合陶瓷顆粒透射電子顯微鏡圖（20萬(wàn)倍）；

圖3為添加本發(fā)明復(fù)合添加劑后的鋰離子電池正極材料的電子顯微鏡圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實(shí)施例1

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑，包括納米陶瓷顆粒、石墨烯粉末和防團(tuán)聚添加劑，其質(zhì)量比為80:80:1。

本實(shí)施例中，陶瓷顆粒經(jīng)過(guò)如下處理：將納米陶瓷顆粒放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的硝酸水溶液中，120℃回流處理1h，過(guò)濾回收后，加入1L質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的纖維素水溶液，攪拌5h，利用噴霧干燥器得到顆粒形態(tài)產(chǎn)品，再放置真空加熱爐中600℃加熱6h，降至室溫，得到處理后的納米陶瓷顆粒。

本實(shí)施例中，石墨烯經(jīng)過(guò)如下處理：石墨烯粉末在500℃下退火處理1h，降至室溫，將石墨烯在混酸（濃硫酸和濃硝酸的體積比為3：1）溶液中120℃酸化處理8h，離心回收，得到處理后的石墨烯。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的制備方法，包括如下步驟：

S1：將處理后的石墨烯粉末放入無(wú)水乙醇中配置成質(zhì)量濃度為1%的溶液，然后進(jìn)行超聲處理，將處理后的納米陶瓷顆粒和防團(tuán)聚添加劑加入該溶液中，處理后的納米陶瓷顆粒與防團(tuán)聚添加劑的摩爾比為100000：1；

S2：將步驟S1得到的混合物依次進(jìn)行砂磨處理、加熱攪拌處理、干燥處理，將干燥后的半成品高溫退火處理，氣體氛圍是氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚猓ǘ唧w積比為50：1），降至室溫，得到納米復(fù)合添加劑。

本實(shí)施例中，納米陶瓷顆粒為二氧化鈦、氣相白炭黑的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

本實(shí)施例中，防團(tuán)聚添加劑為烷基硫酸鹽、烯烴磺酸鹽的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的應(yīng)用，納米復(fù)合添加劑與正極材料混合使用制成電池，納米復(fù)合添加劑與正極材料質(zhì)量比為1：1000。

實(shí)施例2

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑，包括納米陶瓷顆粒、石墨烯粉末和防團(tuán)聚添加劑，其質(zhì)量比為120:80:1。

本實(shí)施例中，陶瓷顆粒經(jīng)過(guò)如下處理：將納米陶瓷顆粒放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的硝酸水溶液中，140℃回流處理3h，過(guò)濾回收后，加入1L質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的纖維素水溶液，攪拌3h，利用噴霧干燥器得到顆粒形態(tài)產(chǎn)品，再放置真空加熱爐中800℃加熱4h，降至室溫，得到處理后的納米陶瓷顆粒。

本實(shí)施例中，石墨烯經(jīng)過(guò)如下處理：石墨烯粉末在400℃下退火處理1h，降至室溫，將石墨烯在混酸（濃硫酸和濃硝酸的體積比為3：1）溶液中140℃酸化處理1h，離心回收，得到處理后的石墨烯。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的制備方法，包括如下步驟：

S1：將處理后的石墨烯粉末放入無(wú)水乙醇中配置成質(zhì)量濃度為1%的溶液，然后進(jìn)行超聲處理，將處理后的納米陶瓷顆粒和防團(tuán)聚添加劑加入該溶液中，處理后的納米陶瓷顆粒與防團(tuán)聚添加劑的摩爾比為50000：3；

S2：將步驟S1得到的混合物依次進(jìn)行砂磨處理、加熱攪拌處理、干燥處理，將干燥后的半成品高溫退火處理，氣體氛圍是氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚猓ǘ唧w積比為25：2），降至室溫，得到納米復(fù)合添加劑。

本實(shí)施例中，納米陶瓷顆粒為BN、BaTiO 3的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

本實(shí)施例中，防團(tuán)聚添加劑為磷酸酯、脂肪醇醚的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的應(yīng)用，同實(shí)施例1。

實(shí)施例3

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑，包括納米陶瓷顆粒、石墨烯粉末和防團(tuán)聚添加劑，其質(zhì)量比為120:120:1。

本實(shí)施例中，陶瓷顆粒經(jīng)過(guò)如下處理：將納米陶瓷顆粒放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的硝酸水溶液中，150℃回流處理2h，過(guò)濾回收后，加入1L質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的纖維素水溶液，攪拌5h，利用噴霧干燥器得到顆粒形態(tài)產(chǎn)品，再放置真空加熱爐中900℃加熱2h，降至室溫，得到處理后的納米陶瓷顆粒。

本實(shí)施例中，石墨烯經(jīng)過(guò)如下處理：石墨烯粉末在400℃下退火處理1h，降至室溫，將石墨烯在混酸（濃硫酸和濃硝酸的體積比為3：1）溶液中150℃酸化處理5h，離心回收，得到處理后的石墨烯。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的制備方法，包括如下步驟：

S1：將處理后的石墨烯粉末放入無(wú)水乙醇中配置成質(zhì)量濃度為1%的溶液，然后進(jìn)行超聲處理，將處理后的納米陶瓷顆粒和防團(tuán)聚添加劑加入該溶液中，處理后的納米陶瓷顆粒與防團(tuán)聚添加劑的摩爾比為25000：1，得到陶瓷顆粒的濃度為1mol/L的混合物；

S2：將步驟S1得到的混合物依次進(jìn)行砂磨處理、加熱攪拌處理、干燥處理，將干燥后的半成品高溫退火處理，氣體氛圍是氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚猓ǘ唧w積比為50：3），降至室溫，得到納米復(fù)合添加劑。

本實(shí)施例中，納米陶瓷顆粒為Y 2O 3、CNTs的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

本實(shí)施例中，防團(tuán)聚添加劑為二乙醇胺、三乙醇胺的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的應(yīng)用，同實(shí)施例1。

實(shí)施例4

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑，包括納米陶瓷顆粒、石墨烯粉末和防團(tuán)聚添加劑，其質(zhì)量比為120:100:1。

本實(shí)施例中，陶瓷顆粒經(jīng)過(guò)如下處理：將納米陶瓷顆粒放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的硝酸水溶液中，130℃回流處理2h，過(guò)濾回收后，加入1L質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的纖維素水溶液，攪拌3h，利用噴霧干燥器得到顆粒形態(tài)產(chǎn)品，再放置真空加熱爐中700℃加熱4h，降至室溫，得到處理后的納米陶瓷顆粒。

本實(shí)施例中，石墨烯經(jīng)過(guò)如下處理：石墨烯粉末在450℃下退火處理1h，降至室溫，將石墨烯在混酸（濃硫酸和濃硝酸的體積比為3：1）溶液中140℃酸化處理6h，離心回收，得到處理后的石墨烯。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的制備方法，同實(shí)施例1。

本實(shí)施例中，納米陶瓷顆粒為五氧化二鈮、ZrO 2的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

本實(shí)施例中，防團(tuán)聚添加劑為十二烷基硫酸鈉、脂肪醇醚硫酸鹽的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的應(yīng)用，同實(shí)施例1。

實(shí)施例5

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑，包括納米陶瓷顆粒、石墨烯粉末和防團(tuán)聚添加劑，其質(zhì)量比為100:100:1。

本實(shí)施例中，陶瓷顆粒經(jīng)過(guò)如下處理：同實(shí)施例1。

本實(shí)施例中，石墨烯經(jīng)過(guò)如下處理：同實(shí)施例1。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的制備方法，同實(shí)施例1。

本實(shí)施例中，納米陶瓷顆粒為三氧化二鋁、TiB 2的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

本實(shí)施例中，防團(tuán)聚添加劑為一乙醇胺、乳化劑OP-20的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的應(yīng)用，同實(shí)施例1。

實(shí)施例6

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑，包括納米陶瓷顆粒、石墨烯粉末和防團(tuán)聚添加劑，其質(zhì)量比為80:100:1。

本實(shí)施例中，陶瓷顆粒經(jīng)過(guò)如下處理：同實(shí)施例1。

本實(shí)施例中，石墨烯經(jīng)過(guò)如下處理：同實(shí)施例1。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的制備方法，同實(shí)施例1。

本實(shí)施例中，納米陶瓷顆粒為B 4C、氮化硅的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

本實(shí)施例中，防團(tuán)聚添加劑為十二烷基苯磺酸鈉、AES的混合物，其質(zhì)量比為1:1。

一種鋰離子電池用防自燃耐高溫納米復(fù)合添加劑的應(yīng)用，同實(shí)施例1。

試驗(yàn)例1

試驗(yàn)組別：對(duì)照組和試驗(yàn)組，其中，未加入本發(fā)明的正極材料錳鎳鈷錳酸鋰為對(duì)照組，添加本發(fā)明復(fù)合添加劑的正極材料錳鎳鈷錳酸鋰為試驗(yàn)組，其添加量為0.5%。

試驗(yàn)方法：

（1）球磨2min后制成耐熱電池，其電池結(jié)構(gòu)為：在手套箱組裝成18650電池，電池外形為柱狀電池，電池直徑18.0m，電池高度65.0mm。18650鋰離子電池的組成部分包括：

①正極：正極活性物質(zhì)為錳鎳鈷錳酸鋰材料，電動(dòng)車(chē)一般采用鎳鈷錳酸鋰材料的電池，集流體厚度為20μm的電解鋁箔。

②負(fù)極：負(fù)極活性物質(zhì)為石墨，或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳，導(dǎo)電集流體使用厚度10μm的電解銅箔。

③電解液：有機(jī)電解液具體為：將六氟磷酸鋰溶于1L的質(zhì)量比為1:1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)混合液中，得到1mol/L的溶液。

④隔膜：隔膜為聚丙烯（PP）多孔隔膜，厚度18μm。

（2）測(cè)試條件：

①選擇上述充滿電的電池鋰電池，在25℃常溫利用電化學(xué)工作中進(jìn)行充放電，充電終止電壓為4.2V，放電終止電壓為3.0V，首先以1C即1A充電至4.2V，再以4.2V恒壓充電直至電流達(dá)到20mA，然后以1A恒流放電至3.0V，如此循環(huán)充放電10次，計(jì)算10次電池容量平均值，此數(shù)值為初始容量。

②將充滿電的電池在室溫下穩(wěn)定后放入一個(gè)自然或循環(huán)空氣對(duì)流的恒溫恒濕箱中，試驗(yàn)箱以5℃/min±2℃/min的速率升溫至 80℃±2℃。保持此溫度一定時(shí)間（1、2、4、6h）后降至室溫。在25℃常溫利用電化學(xué)工作中進(jìn)行充放電，充電終止電壓為4.2V，放電終止電壓為3.0V，首先以1C即1A充電至4.2V，再以4.2V恒壓充電直至電流達(dá)到20mA，然后以1A恒流放電至3.0V，如此循環(huán)充放電10次，計(jì)算10次電池容量平均值，此數(shù)值為耐熱試驗(yàn)后容量。

③初始容量與耐熱試驗(yàn)后的容量的差值與初始容量之比為容量損失（%）。

試驗(yàn)結(jié)果：詳見(jiàn)表1。

參考表1，添加本發(fā)明復(fù)合添加劑后，電池經(jīng)耐熱試驗(yàn)后容量損失明顯降低，說(shuō)明添加復(fù)合添加劑能很好地提高電池耐熱性能。同時(shí)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，添加復(fù)合添加劑后，電池的電導(dǎo)率提升5.6%以上，導(dǎo)電率增加3.1%以上，復(fù)合添加劑的加入提高了電池比容量。

同時(shí)，圖1是石墨烯陶瓷復(fù)合添加劑透射電鏡圖，由圖1可知，石墨烯層數(shù)1-2層，面積大，陶瓷顆粒分布均勻，不團(tuán)聚，圖2 是石墨烯、陶瓷顆粒與正極材料混合物高倍透射顯微鏡照片，由圖2可知，各種材料混合均勻，顆粒粒徑均一適中。圖3是石墨烯、陶瓷顆粒與正極材料混合物掃描顯微鏡照片，圖3為使用TESCAN MIRA3場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行表征，檢測(cè)器為二測(cè)電子檢測(cè)器，加速電壓20KV，放大倍率5萬(wàn)條件下構(gòu)造出納米三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高電導(dǎo)率和比表面積，這有利于電解液的滲透，提高了Li +的遷移率，降低了界面阻抗，提高電池性能。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

全文PDF

鋰離子電池用納米復(fù)合添加劑及制備方法和應(yīng)用.pdf