华为使用石墨烯材料的锂离子电池新专利通过

12月26日消息 华为的一项锂电池相关专利昨日获得通过，由国家知识产权局公开。该专利的名字为 “一种锂离子电池用导电粘结剂及其制备方法、锂离子电池电极极片及制备方法和锂离子电池”。根据描述，该专利使用一种聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯乙烯、淀粉、海藻酸钠等作为粘合剂，石墨烯作为导电材料。石墨烯用量占总质量的0.1%~10%，石墨烯粒子的厚度为5nm~50nm，D50粒径 50nm~5000nm。
这项发明使用两种粘合剂，第一粘合剂占比 20%~50%，第二种粘合剂采用聚丙烯酸和聚酰亚胺等材料，通过化学键与第一种粘合剂结合。上图中 1 为硅颗粒，2 为石墨烯，3 为粘结剂。硅颗粒被限制在这个中空结构中，即使发生膨胀，也不会损失性能。
根据专利描述，目前的锂电池为了提高能量密度，往往将石墨负极材料替代为硅等合金材料。然而硅在循环过程中会发生体积膨胀，从而脱落，这就会导致电池寿命迅速衰减。华为这项专利通过这种新型导电粘合剂，可以束缚硅颗粒，将粘合剂与导电剂合二为一。当硅颗粒嵌锂大幅膨胀时，粘结剂高分子链伸展；当硅颗粒脱锂收缩时，粘结剂高分子链再次缠绕收缩，使得石墨烯与硅始终保持接触。
据了解到，这项专利制成的两种扣式原型电池，在经过50次循环之后，容量保持率均达到90%以上，放电效率也高达97%、98%，这表示电池的内阻依旧非常小，没有明显损失。专利中表示：“本发明实施例制备得到的锂离子电池用导电粘结剂可以有效缓冲充放电过程中活性材料的体积变化带来的负面影响，提高电池的循环特性，且该锂离子电池用导电粘结剂同时作为导电剂和粘结剂，可提高正负极嵌锂活性物质含量，进而提升电芯能量密度。”（来源：IT之家）