[發明專利]一種鋰離子電池負極用材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810430502.6
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108649199A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 唐振華
• 申請（專利權）人: 唐振華
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 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

本發明公開了一種鋰離子電池負極用材料及其制備方法，包括以下重量份的原料：鄰苯二甲酸二辛酯5?10份、石墨10?16份、碳酸鋰16?22份、納米碳化硅4?8份、銅箔13?20份、泥炭蘚15?25份和氧化鎂5?8份。本發明原料來源廣泛，通過對不同的原料進行相應工藝的制備，使得各種原料之間產生協同作用，制備的成品導電性能好，比容量高，循環性能好，延長了鋰電池的使用壽命，符合鋰電池的發展需求，使鋰電池的應用范圍更廣。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，具體是一種鋰離子電池負極用材料。

背景技術

由于以石油和煤為主的化石燃料的不斷消耗，以及對于環境污染的不斷加重，已經嚴重影響人類健康和生存環境。越來越多的人將目光投向新能源技術，開發新能源成為眾多國家的能源戰略重點，鋰電池是其中的一個重要方向，鋰離子電池以其優異的性能正成為最有潛力的動力源之一。

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池，與鉛酸、鎳鎘、鎳氫等傳統的二次電池相比，鋰離子電池具有工作電壓高、體積小、質量輕、容量密度高、無記憶效應、無污染，以及自放電小、循環壽命長等優點，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，鋰離子電池得到了越來越多的重視。負極材料是評價鋰離子電池綜合性能優劣的關鍵因素之一。

目前鋰離子電池中石墨負極材料存在較低的理論容量(一般為372mAh/g)，并且其容量進一步提高的空間很小，遠不能滿足未來高容量長壽命電子設備的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池負極用材料，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：

一種鋰離子電池負極用材料，包括以下重量份的原料：鄰苯二甲酸二辛酯5-10份、石墨10-16份、碳酸鋰16-22份、納米碳化硅4-8份、銅箔13-20份、泥炭蘚15-25份和氧化鎂5-8份。

作為本發明進一步的方案：石墨包括雙層石墨、多層石墨、膨脹石墨和氧化石墨中的任意一種。

作為本發明進一步的方案：納米碳化硅的粒徑為25-60nm，銅片的厚度為0.8-4.5mm。

所述鋰離子電池負極用材料的制備方法，具體步驟如下：

步驟一，將泥炭蘚粉碎至50-60目，然后向其中加入其重量2.5-4.2倍的質量分數為70-88％的乙醇溶液，攪拌浸泡萃取30-50分鐘，加溫蒸煮75-110分鐘，控制蒸煮溫度為80-95攝氏度，得到蒸煮液，將蒸煮液放入蒸餾釜內并且控制溫度為95-100攝氏度，將蒸煮液蒸餾濃縮，得到泥炭蘚萃取液，將泥炭蘚萃取液平均分成兩份；

步驟二，將石墨加熱至210-240攝氏度后迅速浸入3-8攝氏度的醋酸溶液中浸泡30-45分鐘，然后球磨至120-160目并且采用清水洗至中性，烘干后得到石墨粉，將石墨粉加入一份泥炭蘚萃取液中并且超聲波振蕩25-40分鐘，得到改性石墨粉；

步驟三，將鄰苯二甲酸二辛酯、碳酸鋰和氧化鎂混合并且研磨均勻，得到第一混合物，將第一混合物加入至另一份泥炭蘚萃取液中并且用打漿機分散漿液，頻率為10-15rpm，得到第二混合物；

步驟四，將改性石墨粉、納米碳化硅和第二混合物混合并且加入至其體積15-20倍的質量分數為 50-65％的乙醇溶液中，超聲振蕩均勻，用離心、過濾或者抽濾的方式將固體與乙醇溶液分離，得到第三混合物；

步驟五，將第三混合物與其重量0.1-0.2倍的無水乙醇充分混合，然后用60-90rpm的攪拌速度攪拌均勻，得到漿料；

步驟六，將漿料采用化學氣相沉積法對銅箔進行包膜，膜厚度為1-2um，然后在20-22Kv的電場中處理10-28分鐘，即可得到成品。