[發(fā)明專利]一種負(fù)極材料及其制造方法、鋰離子電池及其負(fù)極片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110281770.4
• 申請(qǐng)日: 2011-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN102332572A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東達(dá)之邦新能源技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/38
• 分類號(hào): H01M4/38;H01M4/139;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

1.一種負(fù)極材料，其特征在于：所述材料包含石墨烯片的堆疊層和錫金屬顆粒，所述錫金屬顆粒嵌入所述石墨烯片中和/或分布在所述石墨烯片之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極材料，其特征在于，所述材料中所述石墨烯片的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-95%，余量為錫金屬顆粒，所述石墨烯片的堆疊層厚度為1-20nm，所述錫金屬顆粒的粒徑為30nm-10μm。

3.一種負(fù)極材料的制造方法，其特征在于包括如下步驟：采用一步共熱還原法，使錫氫氧化物在石墨烯片上原位還原得到錫金屬顆粒，并焙燒得到錫-石墨烯復(fù)合材料。

4.如權(quán)利要求3所述的負(fù)極材料的制造方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）將石墨烯粉體分散液加入氫氧化錫膠體水溶液中，氫氧化錫的質(zhì)量為石墨烯質(zhì)量的1-4倍，用超聲使其混合至分散均勻，然后加入絮凝劑使其沉淀，通過(guò)洗滌、離心過(guò)濾、干燥得到石墨烯-氫氧化錫混合粉末；

（2）將所述步驟（1）得到的石墨烯-氫氧化錫混合粉末在氬氣保護(hù)氣氛下焙燒，所述氫氧化錫熱解生成氧化錫，所述氧化錫被所述石墨烯還原生成金屬錫，制得錫-石墨烯復(fù)合材料。

5.如權(quán)利要求4所述的負(fù)極材料的制造方法，其特征在于：所述步驟（1）中的石墨烯粉體分散液采用以下方法制得：步驟（1-1）：將氧化石墨分散在水中，超聲剝離成氧化石墨烯，得到均勻分散的氧化石墨烯膠體溶液，在80-100℃水浴中用還原劑將氧化石墨烯還原成石墨烯，通過(guò)洗滌、過(guò)濾、干燥得到石墨烯粉體，并將所述石墨烯粉體分散于有機(jī)溶劑中得到石墨烯分散液；所述步驟（1）中的氫氧化錫膠體水溶液采用以下方法制得：步驟（1-2）：將錫鹽和氫氧化鈉分別配置成水溶液，所述錫鹽的濃度為5~20?wt%，氫氧化鈉的濃度為2~10?wt%，采用均勻沉淀法將氫氧化鈉水溶液滴加到錫鹽的水溶液中，制備氫氧化錫膠體溶液。

6.如權(quán)利要求5所述的負(fù)極材料的制造方法，其特征在于，所述步驟（1-1）中，氧化石墨通過(guò)使用改進(jìn)型Hummer法，用濃硫酸和高錳酸鉀在冰水浴中將石墨氧化成氧化石墨制得，所述石墨粒徑小于50目，振實(shí)密度大于1.2g/cm³，所述步驟（1-1）中的所述還原劑為硼氫化鈉、硼氫化鉀、甲醛或水合肼。

7.如權(quán)利要求4至7任一項(xiàng)所述的負(fù)極材料的制造方法，其特征在于，所述步驟（1-2）中錫鹽為可溶性錫鹽，為硫酸亞錫、硫酸錫、硫化錫、硫化亞錫、氯化錫、碘化錫或溴化錫，均勻沉淀法中滴加氫氧化鈉溶液的速度控制在2mL/min以內(nèi)。

8.如權(quán)利要求4至7任一項(xiàng)所述的負(fù)極材料的制造方法，其特征在于，所述步驟（1）中的超聲時(shí)間為1-5h，所述絮凝劑為硫酸、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸鈉，用量為2-5滴。

9.如權(quán)利要求4所述的負(fù)極材料的制造方法，其特征在于，所述步驟（2）中所述的焙燒熱處理工藝為：加熱至400℃，保溫兩小時(shí)，繼續(xù)升溫至700℃，保溫三小時(shí)，隨爐冷卻。

10.一種鋰離子電池用負(fù)極片，其特征在于：包括基底，以及涂覆在所述基底上的權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的負(fù)極材料。

11.一種鋰離子電池，包括電池殼體、電極組和電解液，電極組和電解液密封在電池殼體內(nèi)，電極組包括正極、隔膜和負(fù)極，其特征在于：所述負(fù)極為權(quán)利要求10所述的鋰離子電池用負(fù)極片。