[發明專利]一種珍珠棉狀氧化錫鋰電池負極材料其制備方法

在審

• 申請號: 201711349804.2
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108023090A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 安聰聰;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 安聰聰
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種珍珠棉狀氧化錫鋰電池負極材料其制備方法，涉及鋰電池負極材料技術領域。本發明珍珠棉狀氧化錫鋰電池負極材料包括以下原料：鎳鹽、蒙脫石、改性石墨烯、乙炔黑、膨脹劑、去離子水。本發明通過添加蒙脫石、改性石墨烯、乙炔黑，制備了珍珠棉狀氧化錫鋰電池負極材料，該負極材料在電池循環期間鋰離子的反復嵌入與脫出過程中不易出現“粉化“和”團聚”現象，提高了氧化錫的電化學性能，循環穩定性好，從而促進該負極材料在鋰離子電池中的廣泛應用。

技術領域

本發明涉及鋰電池負極材料技術領域，特別是涉及一種珍珠棉狀氧化錫鋰電池負極材料其制備方法。

背景技術

隨著經濟的高速發展，人類面臨著能源危機和環境污染的嚴峻挑戰，世界各國都不斷尋求更加清潔環保的綠色能源，鋰離子電池由于其能量密度高，循環性能好，自其商品化以來已經得到了廣泛的應用，逐漸取代了傳統的鉛酸電池等化學電源。特別是隨著能源與環境問題的日益凸顯，新能源產業得到了越來越多的重視。 鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜和電解液構成，其中能否制備能量密度高、功率密度高、循環壽命長、成本低的負極材料是該研究方向最具活力的分支之一，也是制約鋰離子電池能否繼續向混合動力汽車、航天航空等高科技領域發展的決定因素。鋰電池的正極材料研究相對較多，無論從材料種類的選擇還是改性，都達到了較高的水平。隨著正極材料的發展，特別是在動力電池中的應用，現有以碳為主的負極材料越來越不適應發展的需要。負極材料作為儲鋰的主體，其容量和穩定性是影響性能的關鍵。

目前商業化的鋰電池基本采用石墨碳材料作為負極材料，石墨的理論容量僅為372mAhg-1，由于石墨材料自身的結構和性質的制約，其循環性能、倍率性能和功率低已經限制其進一步應用。因此，開發比容量較高、循環性能較好及成本較低的非碳負極材料，已經引起業界的關注。其中，氧化鎳作為負極材料具有高理論比容量，價格低廉，已成為研究熱點之一。

氧化錫因為具有高比容量( 理論充放電容量為790mAh/g)、低嵌鋰電勢、安全性能好等優點而倍受關注，而且氧化錫資源豐富，價格便宜，對環境污染小，有望替代碳材料成為新型鋰電池負極材料，曾被認為是碳負極材料最有希望的代替物，它也存在一些缺點，如首次充放電過程中體積膨脹高達50%以上，循環期間鋰離子的反復嵌入與脫出過程中易出現“粉化“和”團聚”現象，這些都導致氧化錫的電化學性能迅速下降，循環穩定性較差，從而限制了它在鋰離子電池中的廣泛應用。

因此，研制一種電化學性能好，循環穩定的氧化錫鋰電池負極材料尤為重要，將會對現有鋰離子電池的發展起到重要的推動作用。

發明內容

針對現有技術中氧化錫鋰電池負極材料電化學性能迅速下降，循環穩定性較差的技術問題，為解決上述問題，本發明提供一種珍珠棉狀氧化錫鋰電池負極材料其制備方法。

本發明采用以下技術方案：

一種珍珠棉狀氧化錫鋰電池負極材料，所述珍珠棉狀氧化錫鋰電池負極材料包括以下重量份的原料：鎳鹽20-40份、蒙脫石20-40份、改性石墨烯20-35份、乙炔黑15-30份、膨脹劑3-9份、去離子水20-50份。

優選的，所述珍珠棉狀氧化錫鋰電池負極材料包括以下重量份的原料：鎳鹽25-35份、蒙脫石25-35份、改性石墨烯25-30份、乙炔黑18-26份、膨脹劑5-7份、去離子水30-40份。

優選的，所述珍珠棉狀氧化錫鋰電池負極材料包括以下重量份的原料：鎳鹽30份、蒙脫石30份、改性石墨烯28份、乙炔黑23份、膨脹劑6份、去離子水35份。

優選的，所述改性石墨烯的改性方法為：將石墨烯與占石墨烯質量7-12%的氧化鎳混合均勻，放入氮氣氣氛下的碳化爐中，將碳化爐以2℃/min的升溫速率升溫至500-800℃，保溫3-5h，在該溫度下保持6小時，冷卻只室溫，改性石墨烯。

優選的，所述鎳鹽為硝酸鎳、六水硝酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳中的一種。