[發明專利]一種鋰電池石墨烯基負極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810795328.5
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108987709A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 紀永良
• 申請（專利權）人: 大同新成新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 申紹中

本發明公開了一種鋰電池石墨烯基負極材料及其制備方法，其中的鋰電池石墨烯基負極材料包括以下重量份的原料：煤瀝青22?26份、石油瀝青28?32份、煤焦油25?29份、重質芳香烴21?25份、重質油18?22份、異丙醇鋁3?7份、二乙酸鋁1?5份、草酸亞鐵4?8份、環戊二烯基二羰基鐵2?6份、氨基磺酸鎳1?5份、檸檬酸三鐵2?6份、氧化石墨烯21?25份。本發明設計合理，負極材料的制備工藝簡單，易于實現規?；?、產業化生產，制得的氧化石墨烯基負極材料電容量高，發電性能優良，提高了負極材料的綜合性能，適用于各種電池的電極材料。

技術領域

本發明涉及鋰離子電極材料制備技術領域，尤其涉及一種鋰電池石墨烯基負極材料及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池的關鍵技術之一在于負極材料的選擇和研究，而負極材料的質量好壞直接影響電池的電化學性能。目前，碳材料已成為商業化的鋰離子電池負極材料。其中，天然石墨具有高比容量、低價格等優點，但存在首次不可逆容量較大、循環性能較差、不適合大倍率充放電等缺陷；人造石墨的結構穩定性高，嵌鋰性能優良，循環壽命長，極片加工性能好，得到業內的廣泛肯定和使用。石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。氧化石墨烯薄片是石墨粉末經化學氧化及剝離后的產物，氧化石墨烯是單一的原子層，可以隨時在橫向尺寸上擴展到數十微米。

經檢索，申請號為201710879991.9的專利文件公開了一種石墨烯基鋰離子電池負極材料及其制備方法，該負極材料由泡沫銅、石墨烯和Co-Cu-Zn-ZIF復合而成，所述的泡沫銅為支撐框架，所述的石墨烯修飾在該支撐框架上，所述的Co-Cu-Zn-ZIF修飾在石墨烯表面以及裸露的泡沫銅表面。其制備方法如下：1)泡沫銅的預處理；2)Co-Zn-ZIF的制備；3)Co-Cu-Zn-ZIF的制備；4)Co-Cu-Zn-ZIF/RGO/泡沫銅復合材料的制備；5)煅燒處理。該制備方法制得的電池負極材料的理論容量大，且具有中空納米結構，可以有效緩解鋰離子電池充放電過程中的體積膨脹效應和縮短鋰離子擴散的距離，可直接用作無粘合劑和導電劑的電極，簡化了電極制備工藝，由其制備得到的鋰離子電池可逆比容量高、倍率性能優異、循環穩定性良好，多次循環充放電后庫侖效率仍然可以保持近100％。

但是現有的鋰電池負極材料的制備方法大都比較復雜，不適用與負極材料的規?；a，因此我們提出了一種鋰電池石墨烯基負極材料及其制備方法用于解決上述問題。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種鋰電池石墨烯基負極材料及其制備方法。

本發明提出的一種鋰電池石墨烯基負極材料，包括以下重量份的原料：煤瀝青22-26份、石油瀝青28-32份、煤焦油25-29份、重質芳香烴21-25份、重質油18-22份、異丙醇鋁3-7份、二乙酸鋁1-5份、草酸亞鐵4-8份、環戊二烯基二羰基鐵2-6份、氨基磺酸鎳1-5份、檸檬酸三鐵2-6份、氧化石墨烯21-25份。

優選的，包括以下重量份的原料：煤瀝青23-25份、石油瀝青29-31份、煤焦油26-28份、重質芳香烴22-24份、重質油19-21份、異丙醇鋁4-6份、二乙酸鋁2-4份、草酸亞鐵5-7份、環戊二烯基二羰基鐵3-5份、氨基磺酸鎳2-4份、檸檬酸三鐵3-5份、氧化石墨烯22-24份。

優選的，包括以下重量份的原料：煤瀝青24份、石油瀝青30份、煤焦油27份、重質芳香烴23份、重質油20份、異丙醇鋁5份、二乙酸鋁5份、草酸亞鐵6份、環戊二烯基二羰基鐵4份、氨基磺酸鎳3份、檸檬酸三鐵4份、氧化石墨烯23份。

本發明還提出了一種鋰電池石墨烯基負極材料的制備方法，包括以下步驟：

S1：材料準備：按重量比依次稱取原料、催化劑和氧化石墨烯，備用；