[發明專利]一種基于大孔炭電極的鋰離子電池制備方法

在審

• 申請號: 201711096423.8
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107959008A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 王耀斌
• 申請（專利權）人: 陜西盛邁石油有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/62;H01M4/1391;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司61220
• 代理人: 華長華

技術領域

本發明涉及現代電池工業，具體涉及一種基于大孔炭電極的鋰離子電池制備方法。

背景技術

近年來，銻及銻基氧化物因理論比容量高及安全性好而得到關注，但在嵌放鋰過程中體積變化較大，因而其循環佳能不佳。研究這通過復合手段將碳材料的穩定性與金屬或其氧化物高容量相結合，但其思路無疑是正確的，但在具體實驗中存在一些困難，如活化物質與導電物質結合不夠均勻和牢固；添加粘結劑而引起導電不良；活性物質的體積膨脹對電極循環性的影響未得到有效控制，這些問題是粉末電極材料無法克服的，因而構建新的電極材料顯得尤為重要。

發明內容

本發明旨在提出一種基于大孔炭電極的鋰離子電池制備方法。

本發明的技術方案在于：

一種基于大孔炭電極的鋰離子電池制備方法，包括以下步驟：

步驟1：原材料準備：

雙酚A型環氧樹脂（EE-4）、二乙烯三胺、聚乙二醇400、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、正硅酸四乙酯、氨水（25%-28%）、無水乙醇、丙烯腈、丙烯酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺、三氯化銻、乙二醇、電解液；

步驟2：SiO₂的制備：

（1）取16.0g環氧樹脂、18.0g聚乙二醇1000和14.0聚乙二醇2000，加入4.0g二乙烯三胺混合，并在70℃固化反應3h；

（2）水洗除去聚乙二醇，得到一種多孔聚合物；

（3）將其多孔聚合物在60℃干燥2好h，浸泡于正硅酸四乙酯中3h，在氨水中于50℃水解12h，使正硅酸四乙酯中充分水解轉化為SiO₂；

步驟3：C/ SiO₂的制備：

（1）取10.0g N，N-二甲基甲酰胺、5.0丙烯腈和0.2g丙烯酸甲酯，加入25mg二乙丁睛，溶解后導入試管；

（2）將經120℃ 干燥3h的大孔SiO₂加入上述溶液中，直至載體編程透明狀；

（3）將上述載體在N₂保護下70℃聚合4-6h，升溫至80℃反應3-5h，接著在80℃下干燥1h，并在高溫炭化爐中炭化，并自然冷卻，得到C/ SiO₂；

步驟4：C/ SiO₂/Sb₂O₃的制備：

（1）配置0.5mol/L SbCl₃乙二醇溶液，將干燥后的C/ SiO₂注入溶液中；

（2）在80℃烘干2h后取出，在35ml氨水的作用下雨60℃氨解1h，并取出于清水中清洗1h；

（3）然后在無水乙醇中浸泡，最后晾干模板中的無水乙醇，與450℃高溫燒結1h，即得到C/SiO₂/Sb₂O₃復合材料。

優選地，在制備SiO₂的過程中，為除去反應中生成的乙醇及吸附的氨水將得到的復合物在60℃下干燥2h，以5℃/min的升溫速率，從室溫升至820%后繼續煅燒30min，已除去聚合物模板。

本發明的技術效果在于：

本發明將電活性物質引入大孔結構中，不但可以避免使用粘結劑，降低電池內阻，而且可以使電活性物質的形態得到有效保護，從而增強電池的穩定性，大孔結構還可以使電解質滲入的電極內部，為鋰離子的傳輸必要的通道。

具體實施方式

一種基于大孔炭電極的鋰離子電池制備方法，包括以下步驟：

步驟1：原材料準備：

雙酚A型環氧樹脂（EE-4）、二乙烯三胺、聚乙二醇400、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、正硅酸四乙酯、氨水（25%-28%）、無水乙醇、丙烯腈、丙烯酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺、三氯化銻、乙二醇、電解液；

步驟2：SiO₂的制備：

（1）取16.0g環氧樹脂、18.0g聚乙二醇1000和14.0聚乙二醇2000，加入4.0g二乙烯三胺混合，并在70℃固化反應3h；

（2）水洗除去聚乙二醇，得到一種多孔聚合物；

（3）將其多孔聚合物在60℃干燥2好h，浸泡于正硅酸四乙酯中3h，在氨水中于50℃水解12h，使正硅酸四乙酯中充分水解轉化為SiO₂；