[發(fā)明專利]一種水系離子電池電極材料表面改性的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711379570.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109950477A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃杜斌;李愛(ài)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京金羽新能科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/50;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/36
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于新能源材料以及能源電化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種改善水系離子電池電極材料性能的方法。該表面改性方法包括以下步驟：將一定比例改性劑和正極材料或負(fù)極材料混合；加入溶劑，攪拌均勻；球磨；干燥；將得到的混合物在一定的氣氛中加熱一定的時(shí)間；粉碎得到改性后的電極材料。所述改性后的電極材料為微納米材料。本發(fā)明提供的方法對(duì)設(shè)備要求低，合成成本低廉。通過(guò)本發(fā)明提供的方法合成的電極材料具有優(yōu)異的加工性能，導(dǎo)電性增加，有利于水系離子的浸潤(rùn)，能夠使活性材料更大的發(fā)揮容量，從而能夠彌補(bǔ)體積變化而帶來(lái)的能量密度降低，有效地提高材料的電化學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源材料以及能源電化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種改善水系離子電池電極材料性能的方法。

背景技術(shù)

由于化石能源不可再生及其產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題，使得人們開(kāi)始重視綠色能源和可再生能源的研發(fā)和應(yīng)用。近年來(lái)，隨著可再生能源(如太陽(yáng)能電池陣列和風(fēng)力發(fā)電場(chǎng))在全球能源市場(chǎng)的迅速普及，需要克服的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)安全和成本低的電力儲(chǔ)存系統(tǒng)，以便更好地利用間歇式可再生能源。

從傳統(tǒng)的鉛酸電池到先進(jìn)的鋰離子電池，各種類型的電池化學(xué)已被提議作為一種可能的電網(wǎng)規(guī)模的能源儲(chǔ)存策略；然而，這些電池要么受到成本和資源的限制，要么是由于它們的運(yùn)行耐久性和安全性不足導(dǎo)致大規(guī)模儲(chǔ)能遲遲沒(méi)有得到應(yīng)用。水系電池具有安全環(huán)保、價(jià)格低廉、循環(huán)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，成為最有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模儲(chǔ)能的儲(chǔ)能電池。

電極材料是制約水系離子電池的重要因素。目前使用的一些材料由于其導(dǎo)電性較差以及在充放電過(guò)程中體積發(fā)生變化導(dǎo)致能量密度降低，使得其循環(huán)性能降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水系離子電池電極材料表面改性的方法，該方法對(duì)設(shè)備要求低，合成成本低廉。通過(guò)本發(fā)明提供的方法合成的電極材料具有優(yōu)異的加工性能，導(dǎo)電性增加，有利于水系離子的浸潤(rùn)，能夠使活性材料更大的發(fā)揮容量，從而能夠彌補(bǔ)體積變化而帶來(lái)的能量密度降低，有效地提高材料的電化學(xué)性能。

本發(fā)明涉及一種水系離子電池電極材料表面改性的方法。該表面改性方法包括以下步驟：將一定比例改性劑和正極材料或負(fù)極材料混合；攪拌均勻；球磨；干燥；將得到的混合物在一定的氣氛中加熱一定的時(shí)間；粉碎得到改性后的電極材料。

通過(guò)本發(fā)明改性后的電極材料為微納米材料。

本發(fā)明的水系離子電池電極材料表面改性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

將一定比例改性材料和正極材料或負(fù)極材料混合；

加入溶劑，攪拌均勻；

球磨；

干燥；

將得到的混合物在一定的氣氛中加熱一定的時(shí)間；

粉碎得到改性后的電極材料。

上述均勻混合方式為機(jī)械攪拌、氣流混合、研磨其中至少一種。

上述改性材料為含碳材料、含氮材料、含硼材料、含磷材料、金屬材料其中至少一種。

上述改性材料和正極材料或負(fù)極材料的質(zhì)量比為(0.5-15):(99.5-85)。

上述含碳材料為石墨、炭黑、活性炭、碳納米管、碳纖維、碳球、石墨烯、多孔炭材料、炭氣凝膠、模板炭、碳化物衍生炭、碳基復(fù)合材料、葡萄糖、蔗糖、果糖、麥芽糖、淀粉、纖維素、糠醇其中至少一種。

上述含氮材料為尿素、氨水、丙酮肟、苯胺、聚苯胺、甲胺、烷基銨鹽其中至少一種。

上述含硼材料為硼酸、苯硼酸、硼酸三甲酯其中至少一種。