[發明專利]一種穩定的石墨材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201711409803.2
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號: CN108172832A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 季彪
• 申請（專利權）人: 季彪
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 陳思聰

本發明公開了一種穩定的石墨材料及其制備方法和應用，該石墨材料，按照重量份的原料包括：塊狀石墨35?45份、二氯乙酸18?26份、乙醇胺7?15份、乙酸甲酯1?3份。將塊狀石墨粉碎、與二氯乙酸溶液混合加熱密封攪拌處理；然后加入乙醇胺溶液加熱密封攪拌，再經抽濾、洗滌、干燥制得混合物A；將混合物A與乙酸甲酯混合均勻，然后在保護氣氛中煅燒即得。本發明具有良好的電化學性能，可以大大地提高電子導電率，能提高鋰離子電池的可逆比容量、充放電比容量、循環性能穩定及高倍率性能；能對塊狀石墨的利用率提高，而且效果極為顯著，制備工藝簡單，操作方便，石墨化煅燒時間縮短，原料來源廣泛，成本低，適合大規模工業化生產。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體是一種穩定的石墨材料及其制備方法和應用。

背景技術

與傳統的鉛酸、鎳鎘二次電池相比，鋰離子電池具有工作電壓高、比能量高、工作溫度范圍寬、放電平穩、循環壽命長、無記憶效應等優點，因此其作為一種新型儲能電源廣泛應用于通信設備、電動工具、航空航天等領域。

隨著技術的不斷進步，人們對鋰離子電池提出了更高的要求，具有高能量密度、高倍率性能、長循環壽命、高安全系數等性能的鋰離子電池逐漸成為人們的研究熱點。目前石墨是主要的商品化的鋰離子電池炭負極材料。而塊狀石墨品位很高，晶體排列雜亂無章，呈致密塊狀構造。目前，科研工作者主要對鱗片石墨作鋰離子電池負極材料進行了大量研究，而塊狀石墨則鮮有研究，而且現有技術中采用塊狀石墨制得的負極材料，大電流充放電性能的改善不顯著，性能不穩定，使其應用受限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種穩定的石墨材料及其制備方法和應用，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種穩定的石墨材料，按照重量份的原料包括：塊狀石墨35-45份、二氯乙酸18-26份、乙醇胺7-15份、乙酸甲酯1-3份。

作為本發明進一步的方案：所述穩定的石墨材料，按照重量份的原料包括：塊狀石墨38-42份、二氯乙酸20-24份、乙醇胺9-13份、乙酸甲酯1.5-2.5份。

作為本發明進一步的方案：所述穩定的石墨材料，按照重量份的原料包括：塊狀石墨40份、二氯乙酸22份、乙醇胺11份、乙酸甲酯2份。

一種穩定的石墨材料的制備方法，包括以下步驟：

1）將二氯乙酸與其質量4.5-5倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液；將乙醇胺與其質量3-3.5倍的去離子水混合，制得乙醇胺溶液；

2）將塊狀石墨粉碎、過200目篩，然后與二氯乙酸溶液混合，升溫至150-155℃并在該溫度下密封攪拌處理65-70min，然后降溫至88-92℃并在該溫度下密封攪拌處理30-35min；然后加入乙醇胺溶液，并在118-120℃的溫度下密封攪拌處理2.0-2.1h，再經抽濾、洗滌、干燥制得混合物A；

3）將混合物A與乙酸甲酯混合均勻，然后在保護氣氛中、以1℃/min的升溫速度升溫至550℃并在該溫度下煅燒4.5h，然后再在0.5℃/min的升溫速度升溫至1620℃并在該溫度下煅燒5h，然后以1.5℃/min的升溫速度升溫至2850℃并在該溫度下煅燒4h即得。

作為本發明進一步的方案：保護氣氛采用氦氣、氮氣、氬氣中的一種。

作為本發明進一步的方案：步驟2）中，與二氯乙酸溶液混合后的攪拌速度為350r/min。

作為本發明進一步的方案：步驟2）中，加入乙醇胺溶液后的攪拌速度為120r/min。

本發明另一目的是提供所述石墨材料在電池中的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：