[發(fā)明專利]鋰離子電池、負極片、復(fù)合石墨負極材料及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810539040.1 | 申請日： | 2018-05-30 |
| 公開（公告）號： | CN108711623A | 公開（公告）日： | 2018-10-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 尹傳明;張耀;褚春波;王威;王明旺 | 申請（專利權(quán)）人： | 欣旺達電子股份有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/583 | 分類號： | H01M4/583;H01M4/62;H01M4/133;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 深圳市明日今典知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44343 | 代理人： | 王杰輝 |
| 地址： | 518000 廣東省深圳市寶安區(qū)石巖街道石*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 復(fù)合石墨 負極材料 有機酸溶液 有機酸 制備 石墨 質(zhì)量比 石墨負極材料 鋰離子電池 溶劑揮發(fā) 石墨表面 負極片 有效地 溶劑 修飾 | ||
本發(fā)明揭示了一種復(fù)合石墨負極材料的制備方法，包括：將指定的有機酸與第一指定溶劑按1:10～1:30的質(zhì)量比進行混合，制得有機酸溶液；將石墨負極材料與所述有機酸溶液按0.1:1～20:1的質(zhì)量比進行混合，并在60℃～500℃的溫度范圍內(nèi)進行攪拌速度為10rpm/min～2000rpm/min的攪拌，直至所述有機酸溶液內(nèi)的所述第一指定溶劑揮發(fā)完全后，制得復(fù)合石墨負極材料。本發(fā)明通過在石墨表面利用指定的有機酸進行修飾，來制備包含有機酸與石墨的復(fù)合石墨負極材料，有效地提高了石墨的容量。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及鋰離子電池、負極片、復(fù)合石墨負極材料及其制備方法。
背景技術(shù)
鋰離子電池是近些年發(fā)展起來的一種新型儲能電源，并以其攜帶方便、工作電壓高、能量密度大、使用壽命長、無記憶效應(yīng)、自放電小的特點，廣泛應(yīng)用于通訊、電動車、儲能等領(lǐng)域。隨著科技的不斷進步，人們對鋰離子電池的性能提出了更多更高的要求。其中，石墨負極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一，而石墨由于其良好的電子電導(dǎo)率和鋰離子擴散率，成本低，環(huán)境友好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，較低的嵌鋰電壓等一系列優(yōu)點，使其作為鋰離子電池負極材料而被廣泛的使用。隨著社會的發(fā)展，尤其是在新能源汽車行業(yè)，人們對鋰離子電池的能量密度的要求越來越高。而石墨的克容量(理論克容量為372mAh/g)已經(jīng)不能滿足電芯的需求。因此，許多研究者開始尋找容量更高的負極材料，如硅、錫和一些過渡金屬氧化物，這些材料雖然都具有較高的容量，硅負極理論克容量甚至達到4200mAh/g，是石墨的十倍之多，但這些材料在循環(huán)過程中膨脹較大，導(dǎo)電性差，導(dǎo)致其倍率性能和循環(huán)性能較差，遠不如石墨。
天然石墨的克容量能夠接近372mAh/g，同時成本比人造石墨低，但與電解液浸潤性較差，循環(huán)過程中容易跳水。與此同時，其理論容量也限制了天然石墨在高能量密度電池上的應(yīng)用。近年來許多有機材料被用作鋰離子電池的負極材料，但單純的有機材料由于其較差的電子導(dǎo)電性和離子導(dǎo)電性，使得其作為電極材料時所具有的倍率性能也較差，很難應(yīng)用到鋰離子電池中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為提供一種復(fù)合石墨負極材料的制備方法，旨在通過在石墨表面利用指定的有機酸進行修飾，來制備包含有機酸與石墨的復(fù)合石墨負極材料，來有效地提高石墨的容量。
本發(fā)明提出一種復(fù)合石墨負極材料的制備方法，包括：
將指定的有機酸與第一指定溶劑按1:10～1:30的質(zhì)量比進行混合，制得有機酸溶液；
將石墨負極材料與所述有機酸溶液按0.1:1～20:1的質(zhì)量比進行混合，并在60℃～500℃的溫度范圍內(nèi)進行攪拌速度為10rpm/min～2000rpm/min的攪拌，直至所述有機酸溶液內(nèi)的所述第一指定溶劑揮發(fā)完全后，制得復(fù)合石墨負極材料。
優(yōu)選地，所述將指定的有機酸與第一指定溶劑按1:10～1:30的質(zhì)量比進行混合，制得有機酸溶液的步驟之前，還包括：
將石墨與含磷化合物按1:1～1:10的質(zhì)量比加入第二指定溶劑中混合均勻，干燥后研磨成粉末，將所述粉末置于真空管式爐中，于100℃～2000℃下保溫0.5h～5h，冷卻后篩選出粒徑D50范圍為3um～25um的石墨負極材料。
優(yōu)選地，所述石墨包括天然石墨與人造石墨中的一種或兩種。
優(yōu)選地，所述含磷化合物包括三苯基膦，磺化三苯膦、苯基氧化磷與磷酸鹽中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述第二指定溶劑包括無水乙醇、甲醇，乙醇、丙醇以及三氯甲烷中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述有機酸包括馬來酸、丙二酸、丁二酸、芘酸、蒽醌、萘醌、中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述第一指定溶劑包括N-甲基吡咯烷酮、N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、碳酸脂中的一種或幾種。
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