一種石墨烯鋰離子光伏電池板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鋰離子光伏電池板，具體涉及一種石墨烯鋰離子光伏電池板，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯具有完美的二維晶體結(jié)構(gòu)，它的晶格是由六個碳原子圍成的六邊形，厚度為一個原子層。碳原子之間由s鍵連接，結(jié)合方式為sp2雜化，這些s鍵賦予了石墨烯極其優(yōu)異的力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)剛性。石墨烯的硬度比最好的鋼鐵強100倍，甚至還要超過鉆石。在石墨烯中，每個碳原子都有一個未成鍵的P電子，這些P電子可以在晶體中自由移動，且運動速度高達(dá)光速的1/300，賦予了石墨烯良好的導(dǎo)電性。石墨烯是新一代的透明導(dǎo)電材料，在可見光區(qū)，四層石墨烯的透過率與傳統(tǒng)的ITO薄膜相當(dāng)，在其它波段，四層石墨烯的透過率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ITO薄膜。石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m.K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子迀移率超過15000cm2/V *s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約I Ω -m,比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。因其電阻率極低，電子迀移的速度極快，因此被期待可用來發(fā)展更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。
[0003]現(xiàn)有的普通鋰電池，能量儲存密度小，存儲的能量少，電極與電解液接觸表面的電阻高，電解液對電極材料的腐蝕性大，導(dǎo)電性差，使用壽命短，嚴(yán)重影響了鋰電池的推廣和應(yīng)用，鋰電池的工作過程，就是鋰離子從正極到負(fù)極往返擺動的過程。因此我們把石墨烯添加到正極材料中，可以提高正極材料的導(dǎo)電能力，增加電池的放電倍率，加快電池的充放電速度。把石墨烯添加到負(fù)極材料中，則可以提高容納鋰離子的能力，增加儲電容量。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種石墨烯鋰離子光伏電池板，通過正負(fù)集流體導(dǎo)電層上涂有的正極石墨烯和負(fù)極石墨烯，可以降低鋰電池的電阻，也能夠增強正極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極集流體導(dǎo)電層對電解液的耐腐蝕性能，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了如下的技術(shù)方案:
[0006]本實用新型提供一種石墨烯鋰離子光伏電池板，包括電池板本體，所述電池板本體包括設(shè)有正極、負(fù)極、正極隔膜、正極集流體導(dǎo)電層、正極石墨烯層、負(fù)極隔膜、負(fù)極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極石墨烯層，所述電池板本體上端設(shè)有正極和負(fù)極，所述正極和負(fù)極內(nèi)分別設(shè)有正極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極集流體導(dǎo)電層，所述正極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極集流體導(dǎo)電層分別與正極隔膜和負(fù)極隔膜相連，所述正極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極集流體導(dǎo)電層上端分別涂有正極石墨烯層和負(fù)極石墨烯層相連。
[0007]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述電池板本體內(nèi)設(shè)有電芯和能量轉(zhuǎn)換裝置，所述電芯分別與正極和負(fù)極電性連接。
[0008]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述電芯內(nèi)裝有電解液。
[0009]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述電池板本體外側(cè)均設(shè)有太陽能吸收管，所述太陽能吸收管表面附有石墨烯納米圖層。
[0010]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述太陽能吸收管與能量轉(zhuǎn)換裝置電性連接，所述能量轉(zhuǎn)換裝置與儲電池電性連接。
[0011]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述正極為含鋰的化合物，所述負(fù)極為碳素材料。
[0012]本實用新型所達(dá)到的有益效果是:一種石墨烯鋰離子光伏電池板，通過正負(fù)集流體導(dǎo)電層上涂有的正極石墨烯層和負(fù)極石墨烯層，可以降低鋰電池的電阻，也能夠增強正極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極集流體導(dǎo)電層對電解液的耐腐蝕性能，通過太陽能吸收管，可以利于太陽能對電池板進(jìn)行充電，容量大，便于人們長期使用。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型實施例所述的一種石墨烯鋰離子光伏電池板整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實用新型實施例所述的一種石墨烯鋰離子光伏電池板太陽能吸收管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中標(biāo)號:1、電池板本體；2、太陽能吸收管；3、電芯；4、能量轉(zhuǎn)換裝置；5、正極；6、正極隔膜；7、正極集流體導(dǎo)電層；8、正極石墨烯層；9、負(fù)極隔膜；10、負(fù)極集流體導(dǎo)電層；11、負(fù)極；12、負(fù)極石墨稀層。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實施方式】對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0017]實施例:請參閱圖1-2，本實用新型一種石墨烯鋰離子光伏電池板，包括電池板本體1，所述電池板本體I包括設(shè)有正極5、負(fù)極11、正極隔膜6、正極集流體導(dǎo)電層7、正極石墨烯層8、負(fù)極隔膜9、負(fù)極集流體導(dǎo)電層10和負(fù)極石墨烯層12，所述電池板本體I上端設(shè)有正極5和負(fù)極11，所述正極5和負(fù)極11內(nèi)分別設(shè)有正極集流體導(dǎo)電層7和負(fù)極集流體導(dǎo)電層10，所述正極集流體導(dǎo)電層7和負(fù)極集流體導(dǎo)電層10分別與正極隔膜6和負(fù)極隔膜9相連，所述正極集流體導(dǎo)電層7和負(fù)極集流體導(dǎo)電層10上端分別涂有正極石墨烯層8和負(fù)極石墨稀層12相連。
[0018]所述電池板本體I內(nèi)設(shè)有電芯3和能量轉(zhuǎn)換裝置4，所述電芯3分別與正極5和負(fù)極11電性連接，所述電芯3內(nèi)裝有電解液，通過電解液，可以將正極5的鋰離子運送到負(fù)極11，所述電池板本體I外側(cè)均設(shè)有太陽能吸收管2，所述太陽能吸收管2表面附有石墨烯納米圖層，通過石墨烯納米圖層，有利于吸收更多的太陽能轉(zhuǎn)化成電能，所述太陽能吸收管2與能量轉(zhuǎn)換裝置4電性連接，所述能量轉(zhuǎn)換裝置4與儲電池電性連接，通過太陽能吸收管2，可以利于太陽能對電池板進(jìn)行充電所述正極5為含鋰的化合物，所述負(fù)極11為碳素材料。
[0019]工作原理:當(dāng)對電池進(jìn)行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電芯內(nèi)的電解液運動到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高，當(dāng)對電池進(jìn)行放電時，嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極，回正極的鋰離子越多，放電容量越高。
[0020]需要說明的是，本實用新型為一種石墨烯鋰離子光伏電池板，工作時，當(dāng)對電池進(jìn)行充電時，可以用恒定電流進(jìn)行充電，也可以用太陽能照射進(jìn)行充電，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電芯內(nèi)的電解液運動到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高，當(dāng)對電池進(jìn)行放電時，嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極，回正極的鋰離子越多，放電容量越高。
[0021]上面對本專利的較佳實施方式作了詳細(xì)說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種石墨烯鋰離子光伏電池板，包括電池板本體(I )，其特征在于，所述電池板本體(I)包括設(shè)有正極(5)、負(fù)極(11)、正極隔膜(6)、正極集流體導(dǎo)電層(7)、正極石墨烯層(8)、負(fù)極隔膜(9)、負(fù)極集流體導(dǎo)電層(10)和負(fù)極石墨烯層(12)，所述電池板本體(I)上端設(shè)有正極(5)和負(fù)極(11)，所述正極(5)和負(fù)極(11)內(nèi)分別設(shè)有正極集流體導(dǎo)電層(7)和負(fù)極集流體導(dǎo)電層(10)，所述正極集流體導(dǎo)電層(7)和負(fù)極集流體導(dǎo)電層(10)分別與正極隔膜(6)和負(fù)極隔膜(9)相連，所述正極集流體導(dǎo)電層(7)和負(fù)極集流體導(dǎo)電層(10)上端分別涂有正極石墨烯層(8)和負(fù)極石墨烯層(12)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯鋰離子光伏電池板，其特征在于，所述電池板本體(I)內(nèi)設(shè)有電芯(3 )和能量轉(zhuǎn)換裝置(4 )，所述電芯(3 )分別與正極(5 )和負(fù)極(11)電性連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨烯鋰離子光伏電池板，其特征在于，所述電芯(3)內(nèi)裝有電解液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯鋰離子光伏電池板，其特征在于，所述電池板本體(I)外側(cè)均設(shè)有太陽能吸收管(2)，所述太陽能吸收管(2)表面附有石墨烯納米圖層。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種石墨烯鋰離子光伏電池板，其特征在于，所述太陽能吸收管(2)與能量轉(zhuǎn)換裝置(4)電性連接，所述能量轉(zhuǎn)換裝置(4)與儲電池電性連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯鋰離子光伏電池板，其特征在于，所述正極(5)為含鋰的化合物，所述負(fù)極(11)為碳素材料。
【專利摘要】本實用新型屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域且公開了一種石墨烯鋰離子光伏電池板，包括電池板本體，所述電池板本體包括設(shè)有正極、負(fù)極、正極隔膜、正極集流體導(dǎo)電層、正極石墨烯層、負(fù)極隔膜、負(fù)極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極石墨烯層，所述電池板本體上端設(shè)有正極和負(fù)極，所述正極和負(fù)極內(nèi)分別設(shè)有正極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極集流體導(dǎo)電層，所述正極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極集流體導(dǎo)電層分別與正極隔膜和負(fù)極隔膜相連，所述正極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極集流體導(dǎo)電層上端分別涂有正極石墨烯層和負(fù)極石墨烯層相連。本實用新型通過正負(fù)集流體導(dǎo)電層上涂有的正極石墨烯層和負(fù)極石墨烯層，可以降低鋰電池電阻，也能夠增強正極集流體導(dǎo)電層和負(fù)極集流體導(dǎo)電層對電解液的耐腐蝕性能。
【IPC分類】H01M4/66, H01M10/058
【公開號】CN204927420
【申請?zhí)枴緾N201520616341
【發(fā)明人】李沛航
【申請人】李沛航
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月15日