石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，裝置包括石墨烯島、石墨烯鋰電池島、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島、鋁鎂合金空氣電池島、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控島；石墨烯島與石墨烯鋰電池島、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島連接，石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島與石墨烯鋰電池島連接，鋁鎂合金空氣電池島與石墨烯鋰電池島連接，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控島用于實(shí)時(shí)在線監(jiān)控確保安全。本實(shí)用新型的有益效果在于：一是低成本生產(chǎn)石墨烯鋰電池；二是利用鋁鎂合金空氣電池和石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電為石墨烯鋰電池充電，增加續(xù)航里程，方便適合遠(yuǎn)行；三是一體化總重量不到鋰離子電池重量的一半，提高電能有效利用率。
【專利說明】
石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]隨著燃油、燃?xì)?天然氣)汽車工業(yè)的普及，汽車尾氣排放日益成為污染空氣的的世界性問題。因此，發(fā)展清潔新能源必將成為未來汽車工業(yè)的大趨勢。
[0003]目前，鋰離子電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車的主要缺陷，一是行駛續(xù)航里程短，續(xù)航能力大多在135公里(日產(chǎn)Leaf)至480公里(特斯拉S型)之間。二是需要安裝充電站，充電時(shí)間長，大長需要充電30分鐘以上。三是鋰離子電池重量太重，如特斯拉S型鋰離子電池500公斤，增加能量無效消耗。
[0004]石墨烯電池，國內(nèi)外研究較多，但是在產(chǎn)業(yè)化大量應(yīng)用的還沒有公開報(bào)道。主要問題，一是石墨烯生產(chǎn)成本昂貴，二是快速充電和大幅度提高續(xù)航能力的核心問題沒有得到有效解決。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型為克服上述的不足之處，目的在于提供石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，降低石墨烯成本，同時(shí)將石墨烯用于電池生產(chǎn)，生產(chǎn)的石墨烯能夠提高幾倍到幾十倍的續(xù)航能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化式生產(chǎn)。
[0006]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，包括:石墨烯島、石墨烯鋰電池島、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島、鋁鎂合金空氣電池島、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控島；石墨烯島與石墨烯鋰電池島、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島連接，石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島與石墨烯鋰電池島連接，鋁鎂合金空氣電池島與石墨烯鋰電池島連接，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控島用于實(shí)時(shí)在線監(jiān)控確保安全。
[0007]作為優(yōu)選，所述石墨烯鋰電池島、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島、鋁鎂合金空氣電池島產(chǎn)生的電作為車用電源為汽車提供電力。
[0008]作為優(yōu)選，所述石墨烯島包括送料器、石墨烯等離子體炬、石墨烯裝置，煤、有機(jī)炭、石墨通過送料器送入石墨烯等離子體炬進(jìn)行石墨化后送入石墨烯裝置內(nèi)制取石墨烯。
[0009]作為優(yōu)選，石墨烯鋰電池島為石墨烯鋰電池，石墨烯鋰電池包括:石墨烯鋰電極和充電裝置;鋁鎂合金空氣電池島為鋁鎂合金空氣電池。
[0010]作為優(yōu)選，所述石墨稀娃合金貼膜太陽能發(fā)電島為石墨稀娃合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器，將墨稀娃合金貼膜貼在車體外殼進(jìn)行太陽能發(fā)電。
[0011]作為優(yōu)選，石墨烯鋰電極的電極芯排列方式為長方型或圓型。
[0012]作為優(yōu)選，石墨烯鋰電極的電極芯的形狀類型為方型或圓型或亞鈴型或工字型或空心方型或空心圓型。
[0013]作為優(yōu)選，石墨烯鋰電極的電極芯的打孔方法為縱向打孔或橫向打孔或縱橫結(jié)合打孔或網(wǎng)狀打孔。
[0014]作為優(yōu)選，石墨烯鋰電池、鋁鎂合金空氣電池、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器的數(shù)量比例I一5:1—15:1。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果在于:一是低成本生產(chǎn)石墨烯鋰電池；二是利用鋁鎂合金空氣電池和石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電為石墨烯鋰電池充電，增加續(xù)航里程，方便適合遠(yuǎn)行;三是一體化總重量不到鋰離子電池重量的一半，提高電能有效利用率。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是石墨烯鋰電池電極芯的結(jié)構(gòu)示意圖;A為方形形狀呈長方型排列的石墨烯鋰電池的電極芯;B為圓形形狀呈圓型排列的石墨烯鋰電池的電極芯;C為方形形狀呈啞鈴型排列的石墨烯鋰電池的電極芯，D為圓形形狀呈工字型排列的石墨烯鋰電池的電極芯；
[0019]圖4是石墨烯鋰電池電極芯夾芯打孔的結(jié)構(gòu)示意圖；E為圓型墨烯鋰電池電極芯夾芯縱向打孔;F為方型墨烯鋰電池電極芯夾芯縱橫向打孔；
[0020]圖5是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6是實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖中:1、車用電電源線;2、電極芯;3、充點(diǎn)電線。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于此:
[0024]石墨烯島，包括制備石墨烯裝置。石墨烯原料優(yōu)選煤(高鋁煤、無煙煤)、或有機(jī)炭(如核桃殼炭、竹炭、木炭)、石墨。
[0025]石墨烯鋰電池島，包括石墨烯鋰電極和充電裝置。
[0026]石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島，包括石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器裝置，當(dāng)石墨烯鋰電池電用完的時(shí)候，為石墨烯鋰電池充電。墨烯硅合金貼膜貼在車體外殼，在利用太陽能發(fā)電的同時(shí)，還可起到防雨滴、防灰塵粘滯的作用。
[0027]鋁鎂合金空氣電池島，包括鋁鎂合金空氣電池裝置，當(dāng)石墨烯鋰電池電用完的時(shí)候，為石墨烯鋰電池充電。
[0028]石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島和鋁鎂合金空氣電池島產(chǎn)生的電，也可以直接作為車用電源。
[0029]石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島和鋁鎂合金空氣電池島所需的硅、鋁、鎂物質(zhì)，優(yōu)選用高鋁粉灰或電石灰渣、硼砂灰渣中提取。
[0030]如圖1所示，石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，包括:石墨烯島、石墨烯鋰電池島、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島、鋁鎂合金空氣電池島、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控島；石墨烯島與石墨烯鋰電池島、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島連接，石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島與石墨烯鋰電池島連接，鋁鎂合金空氣電池島與石墨烯鋰電池島連接，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控島用于實(shí)時(shí)在線監(jiān)控確保安全。
[0031]實(shí)施例1:如圖2所示，石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，包括:送料器、石墨烯等離子體炬、石墨烯裝置、石墨烯鋰電池、鋁鎂合金空氣電池、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控系統(tǒng);所示送料器與石墨烯等離子體炬連接，石墨烯等離子體炬與石墨烯裝置連接，石墨烯裝置與石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器、石墨烯鋰電池連接，鋁鎂合金空氣電池與石墨烯鋰電池連接，石墨烯鋰電池、鋁鎂合金空氣電池與車用電源連接，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控島用于實(shí)時(shí)在線監(jiān)控確保安全。
[0032]如圖3所示，石墨烯鋰電池包括石墨烯鋰電極和充電裝置，充電裝置包括車用電電源線1、充電電線3，石墨烯鋰電極的電極，2排列方式包括長方形或圓形。石墨烯鋰電池的電極芯2的形狀類型為優(yōu)選方型、或圓型、亞鈴型、工字型、空心方型、空心圓型。石墨烯鋰電池電極的長度為20—80cm。圖中，A為方形形狀呈長方型排列的石墨烯鋰電池的電極芯，B為圓形形狀呈圓型排列的石墨烯鋰電池的電極芯;C為方形形狀呈啞鈴型排列的石墨烯鋰電池的電極芯，D為圓形形狀呈工字型排列的石墨烯鋰電池的電極芯。
[0033]基于上述裝置實(shí)現(xiàn)的石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備工藝，包括以下步驟:
[0034]I)打開遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控系統(tǒng)電源，在線監(jiān)控生產(chǎn)流程和廠區(qū)環(huán)境，確保安全生產(chǎn)；
[0035]2)將煤、有機(jī)炭、石墨用電極爐或等離子炬進(jìn)行1300—2500 °C高溫石墨化處理后，采用機(jī)械剝離法制備單層石墨烯；
[0036]3)將石墨烯與鋰制備石墨烯鋰電極芯后制取石墨烯鋰電池。
[0037]4)將高鋁粉煤灰或電石灰渣、硼砂灰渣用變頻電極爐制備高純度的金屬鋁、鎂和娃;
[0038]5)將金屬鋁、鎂制備鋁鎂合金后制取鋁鎂合金空氣電池；
[0039]6)將石墨烯與硅制備石墨烯硅合金貼膜后制取石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器；
[0040]7)將石墨烯鋰電池、鋁鎂合金空氣電池、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器按一定數(shù)量排列方式安裝到汽車上。
[0041]本發(fā)明能增加快速充電的特征在于墨烯鋰電池電極芯夾芯結(jié)構(gòu)的打孔方法為縱向打孔、橫向打孔、縱橫結(jié)合打孔或網(wǎng)狀打孔。圖4所示為采用縱向打孔及縱橫向打孔方法的石墨烯鋰電池電極芯夾芯結(jié)構(gòu)示意圖，圖中E為圓型墨烯鋰電池電極芯夾芯縱向打孔，F(xiàn)為方型墨烯鋰電池電極芯夾芯縱橫向打孔。
[0042]實(shí)施例2:如圖5所示，本實(shí)用新型與實(shí)施例的區(qū)別在于，石墨烯鋰電池、鋁鎂合金空氣電池、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器的數(shù)量比例1:3:1。事實(shí)上，石墨烯鋰電池、鋁鎂合金空氣電池、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器的數(shù)量比例可變范圍在I一5:1 —15:1，能夠提高幾倍到幾十倍的電池續(xù)航能力。
[0043]實(shí)施例3:本實(shí)用新型除了生產(chǎn)石墨烯鋰電池外，可以通過聯(lián)產(chǎn)方式，生產(chǎn)多種類型的產(chǎn)品。如:石墨烯氮電池、石墨烯氮便攜式電容器、石墨烯氮汽車便攜式充電寶、石墨烯硅太陽能車頂升降發(fā)電、石墨烯氮化硅太陽能車罩發(fā)電，以及多晶硅、氮化硅、氮化硅鋁鈦碳黑、石墨稀氣化娃等尚附加值廣品。
[0044]如圖6所示，石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置包括:煤基島、生物質(zhì)島、氮化硅鋁鈦碳黑島、石墨化島、石墨烯島、多晶硅島、粉煤灰島、氮化硅島、石墨烯硅島、石墨烯氮化硅島、石墨烯硅太陽能車頂升降發(fā)電島、石墨烯硅太陽能車貼膜發(fā)電島、石墨烯氮化硅太陽能車罩發(fā)電島、石墨烯鋰電池島、石墨烯鋰空氣電池島、石墨烯氮硅電池島、石墨烯光子電池島、石墨烯量子電池島、石墨烯光子便攜式電容器島、石墨烯氮汽車便攜式充電寶島；所述煤基島、生物質(zhì)島與氮化硅鋁鈦碳黑島、石墨化島連接，石墨化島與石墨烯島連接，粉煤灰島與氮化硅島、氮化硅鋁鈦碳黑島、多晶硅島連接，多晶硅島、石墨烯島與石墨烯硅島、石墨烯氮化硅島連接，石墨烯硅島與石墨烯硅太陽能車頂升降發(fā)電島、石墨稀娃太陽能車貼膜發(fā)電島連接，石墨稀氮化娃島與石墨稀氮化娃太陽能車罩發(fā)電島連接，石墨烯島與石墨烯鋰電池島、石墨烯氮電池島、石墨烯氮便攜式電容器島、石墨烯氮汽車便攜式充電寶島連接。
[0045]生物質(zhì)島，包括用稻草、稻殼、麥草、茅草、棉花秸桿、棉籽殼、玉米秸桿、玉米棒芯、大豆秸桿、高粱秸桿、核桃殼、豆渣、菌渣、酒糟、生活垃圾等有機(jī)物質(zhì)經(jīng)高溫石墨化處理制取石墨稀廣品。
[0046]氮化硅島，包括用粉煤灰中的二氧化硅與氮?dú)庠诘入x子體催化器內(nèi)低成本制取氮化娃。
[0047]氮化硅鋁鈦碳黑島，包括用煤基或生物質(zhì)加適量粉煤灰在電極爐、或等離子體催化制取氮化硅鋁鈦碳黑。
[0048]本實(shí)用新型除了生產(chǎn)石墨烯鋰電池外，可以通過聯(lián)產(chǎn)方式，生產(chǎn)多種類型的產(chǎn)品。如:石墨烯氮電池、石墨烯氮便攜式電容器、石墨烯氮汽車便攜式充電寶、石墨烯硅太陽能車頂升降發(fā)電、石墨烯氮化硅太陽能車罩發(fā)電，以及多晶硅、氮化硅、氮化硅鋁鈦碳黑、石墨烯氮化硅等高附加值產(chǎn)品。本實(shí)施例基于本實(shí)用新型實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，通過聯(lián)產(chǎn)方式增加高附加值產(chǎn)品，同時(shí)生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠解決續(xù)航能力差等問題，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。
[0049]以上的所述乃是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理，若依本實(shí)用新型的構(gòu)想所作的改變，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時(shí)，仍應(yīng)屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，其特征在于包括:石墨烯島、石墨烯鋰電池島、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島、鋁鎂合金空氣電池島、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控島；石墨稀島與石墨稀鋰電池島、石墨稀娃合金貼膜太陽能發(fā)電島連接，石墨稀娃合金貼膜太陽能發(fā)電島與石墨烯鋰電池島連接，鋁鎂合金空氣電池島與石墨烯鋰電池島連接，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控島用于實(shí)時(shí)在線監(jiān)控確保安全。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，其特征在于，所述石墨烯鋰電池島、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電島、鋁鎂合金空氣電池島產(chǎn)生的電作為車用電源為汽車提供電力。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，其特征在于，所述石墨烯島包括送料器、石墨烯等離子體炬、石墨烯裝置，煤、有機(jī)炭、石墨通過送料器送入石墨烯等離子體炬進(jìn)行石墨化后送入石墨烯裝置內(nèi)制取石墨烯。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，其特征在于，石墨烯鋰電池島為石墨烯鋰電池，石墨烯鋰電池包括:石墨烯鋰電極和充電裝置;鋁鎂合金空氣電池島為鋁鎂合金空氣電池。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，其特征在于，所述石墨稀娃合金貼膜太陽能發(fā)電島為石墨稀娃合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器，將墨稀硅合金貼膜貼在車體外殼進(jìn)行太陽能發(fā)電。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，其特征在于，石墨烯鋰電極的電極芯排列方式為長方型或圓型。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，其特征在于，石墨烯鋰電極的電極芯的形狀類型為方型或圓型或亞鈴型或工字型或空心方型或空心圓型。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，其特征在于，石墨烯鋰電池、鋁鎂合金空氣電池、石墨烯硅合金貼膜太陽能發(fā)電蓄電器的數(shù)量比例I一5:1—15:1。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的石墨烯鋰與鋁鎂合金電池太陽能一體化制備裝置，其特征在于，石墨烯鋰電極的電極芯的打孔方法為縱向打孔或橫向打孔或縱橫結(jié)合打孔或網(wǎng)狀打孔。
【文檔編號】H01M4/583GK205429094SQ201620107070
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年2月2日
【發(fā)明人】程禮華, 程皓
【申請人】程禮華