[發明專利]一種高效抗衰減石墨烯動力鋰電池材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010525092.0
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111613790B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 武小景;王亮;楊豐魁;王凱
• 申請（專利權）人: 新疆星力電氣有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525;C08F120/14
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 許馳

本發明公開了一種高效抗衰減石墨烯動力鋰電池材料，它是由下述重量份的原料組成的：改性石墨烯10?13、硫化亞錫100?140、硫醇丁基錫0.4?1、甲基纖維素18?20、硫酸鎳30?40，通過本發明的改性處理，增強了其與甲基纖維素基體間的分散相容性，提高了成品材料的力學性能，與鎳粉的復合則提高了材料的電性能，從而提高了成品材料的穩定性，本發明的材料在循環100次后比容量保持率為90%以上，提高了硫化亞錫基材料的循環壽命。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種高效抗衰減石墨烯動力鋰電池材料及其制備方法。

背景技術

電池的負極材料是提高鋰離子電池的能量和循環壽命的重要因素之一。傳統的碳基材料存在比容量較低的問題，比如：石墨負極材料的理論比容量為372 mAh/g，難以滿足日益增長的對高能量密度鋰離子電池的需求。而錫基材料具有較高的理論比容量，比如：SnS的理論比容量為782 mAh/g，因此錫基材料作為電池的負極材料能很大程度上提高鋰離子電池的能量密度。但是由于錫基材料在充放電過程中存在巨大的體積變化，導致其容量衰減迅速，循環壽命較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效抗衰減石墨烯動力鋰電池材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高效抗衰減石墨烯動力鋰電池材料，它是由下述重量份的原料組成的：

改性石墨烯10-13、硫化亞錫100-140、硫醇丁基錫0.4-1、甲基纖維素18-20、硫酸鎳30-40。

所述的改性石墨烯是由下述重量份的原料組成的：

均苯四酸二酐10-14、三乙醇胺4-6、硼氫化鈉2-4、氧化石墨烯30-40、鎳粉2-5、油酸3-5、甲基丙烯酸甲酯30-40、過硫酸銨1-2。

所述的改性石墨烯的制備方法，包括以下步驟：

（1）取過硫酸銨，加入到其重量30-40倍的去離子水中，攪拌均勻；

（2）取甲基丙烯酸甲酯、均苯四酸二酐、油酸、氧化石墨烯混合，加入到混合料重量2-4倍的氯化亞砜，超聲15-20分鐘，蒸餾除去氯化亞砜，加入到混合料重量10-17倍的去離子水中，攪拌均勻，送入到反應釜中，通入氮氣，調節反應釜溫度為60-70℃，加入上述過硫酸銨水溶液，保溫攪拌3-5小時，出料冷卻，得石墨烯聚合物乳液；

（3）取三乙醇胺，與硼氫化鈉、鎳粉混合，加入到混合料重量20-30倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述石墨烯聚合物乳液混合，送入到30-40℃的恒溫水浴中，保溫攪拌6-8小時，出料冷卻，抽濾，將濾餅水洗，真空70-80℃下干燥1-2小時，即得所述改性石墨烯。

一高效抗衰減石墨烯動力鋰電池材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取甲基纖維素，加入到其重量30-40倍的去離子水中，升高溫度為80-85℃，加入硫酸鎳，保溫攪拌10-20分鐘，得纖維分散液；

（2）取改性石墨烯，加入到上述纖維分散液中，置于球磨機中，球磨均勻，得混合液；

（3）取硫化亞錫、硫醇丁基錫混合，加入到上述混合液中，攪拌均勻，洗滌、過濾、干燥、焙燒，冷卻后即得高效抗衰減石墨烯動力鋰電池材料。

步驟（3）中所述焙燒溫度為650-700℃，時間為2-4小時。

本發明的優點：