[發明專利]復合石墨炭負極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310568745.3
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103647083A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 王維利;范未峰
• 申請（專利權）人: 成都興能新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/587
• 分類號: H01M4/587;C01B31/04
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

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技術領域

?????本發明屬于化學電池制備領域，尤其涉及一種抗壞血酸改性石墨的制備方法。

背景技術

天然石墨被廣泛用作鋰離子電池的負極材料，但天然石墨與電解液的相容性較差，在嵌／脫鋰過程中易發生石墨層的剝離而導致循環性能下降，因而限制了純天然石墨在鋰離子電池中的應用。

????隨著各種小型便攜式電子產品以及電動自行車的廣泛普及和發展，新一代電動汽車（EV）、混合動力汽車（HEV）的商業化開發，對鋰離子電池的能量密度及性能提出了更高的要求。傳統的碳系負極材料在比容量、比能量方面都已經不能滿足下一代新型鋰離子電池負極材料的需要，因此開發新型的碳系負極材料具有極為重要的意義。

發明內容

????一種復合石墨炭負極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

????（1）用高錳酸鉀將天然石墨進行氧化處理，得到混合物A；

????（2）將混合物A和石油焦按比例混合，在無水乙醇的介質中，高速球磨18~24h，得混合物B；

????（3）將混合物B在105-120℃烘干，得混合物C；

????（4）將混合物C在700℃～900℃下燒結2～4?小時，即得所述的復合石墨炭負極材料；

????其中，步驟（3）和（4）均在非氧化保護下進行。

優選地，步驟（1）中所述的天然石墨和高錳酸鉀的質量比為1：（0.05~0.2）。????

優選地，步驟（1）中所述的氧化處理包括以下步驟：氧化溫度為800℃～1000℃，氧化時間為10～40?秒。

優選地，步驟（1）中所述的天然石墨和石油焦的質量比為1：（0.2~0.5）。

本發明的有益效果如下：

天然石墨嵌鋰、脫鋰容量高，放電電壓平坦，但石墨層間結合力差，容易發生溶劑共嵌入導致石墨剝落，而且在電極制備過程中，由于石墨的層狀結構易發生擇優取向，增加鋰向石墨中擴散的阻力，使高倍率充放電能力下降；石油焦雖可逆容量低，但與溶劑的相容性好，高倍率充放電性能好。本發明提供的制備方法制備出來的復合石墨炭負極材料，采用石油焦對天然石墨進行表面改性，克服了單純天然石墨或單純石油焦的缺點，將兩者有機地結合起來，可以提高復合材料與有機溶劑的相容性，提高充放電性能。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

實施例1

????一種復合石墨炭負極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將天然石墨和高錳酸鉀的質量比為1：0.05混合，在溫度為800℃下氧化處理40秒，得到混合物A；

（2）將混合物A和石油焦按質量比為1：0.2的比例混合，在無水乙醇的介質中，高速球磨20~24h，得混合物B；

（3）將混合物B在105-120℃烘干，得混合物C；

????（4）將混合物C在700℃～900℃下燒結2～4?小時，即得所述的復合石墨炭負極材料；?????其中，步驟（3）和（4）均在非氧化保護下進行。

實施例2

????一種復合石墨炭負極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將天然石墨和高錳酸鉀的質量比為1：0.2混合，在溫度為1000℃下氧化處理10秒，得到混合物A；

（2）將混合物A和石油焦按質量比為1：0.5的比例混合，在無水乙醇的介質中，高速球磨18~20h，得混合物B；

（3）將混合物B在105-110℃烘干，得混合物C；

（4）將混合物C在700℃～800℃下燒結4小時，即得所述的復合石墨炭負極材料；?????其中，步驟（3）和（4）均在非氧化保護下進行。

實施例3

????一種復合石墨炭負極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將天然石墨和高錳酸鉀的質量比為1：0.1混合，在溫度為900℃下氧化處理30?秒，得到混合物A；

????（2）將混合物A和石油焦按質量比為1：0.3的比例混合，在無水乙醇的介質中，高速球磨20~22h，得混合物B；

????（3）將混合物B在110-120℃烘干，得混合物C；

????（4）將混合物C在800℃～900℃下燒結3小時，即得所述的復合石墨炭負極材料；?????其中，步驟（3）和（4）均在非氧化保護下進行。