[發明專利]一種復合鋰電池負極材料制備工藝

在審

• 申請號: 202011009722.5
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112117447A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 黃柳鶯;金湯杰;陳傳福
• 申請（專利權）人: 金湯杰
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/62;H01M4/1391;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 楊潤;周衛

本發明公開了一種復合鋰電池負極材料制備工藝，包括如下步驟：第一步、按照如下重量份準備各原料：活性材料80?100份、炭黑12?15份、粘結劑16?20份；第二步、將各原料混合后，研磨均勻，用涂膜法將糊狀物涂在銅箔上，經過干燥、輥壓、裁切后，得到復合鋰電池負極材料。本發明通過采用自制的復合材料作為負極的活性物質，該物質的結構可以有效保護氧化錫在電池反應中的體積膨脹，起到緩沖作用，而且可以增加復合材料的比表面積，從而提高電池中的電化學性能；本發明采用粘結劑包括水性聚氨酯和黃蓍膠兩種有效成分，不僅符合綠色環保要求，而且兩種有效成分從多個方向提高鋰電池的電化學性能，制得的負極材料電化學性能高、循環性能好。

技術領域

本發明屬于鋰電池加工領域，具體地，涉及一種復合鋰電池負極材料制備工藝。

背景技術

鋰離子電池因其能量密度高，工作電壓高，循環壽命長一級安全無污染等優勢，成為最受關注的高性能蓄電池之一，并已經廣泛運用于便攜式電子產品。鋰離子電池主要是由三部分組成：正負電極、電解液和隔膜，所以鋰離子電池的性能一定程度上取決于這三者的性能。而相比于正負極材料而言，電解液和隔膜對電池性能的影響要小的多，因此，使用成本低、優越循環性能、高比容量和高倍率性能的正負電極材料才能達到成本低、高能量密度、高功率密度和長循環壽命的鋰離子動力電池的要求。其中，負極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，其組成和結構對鋰離子電池的電化學性能具有決定性的影響。然而，目前商業的石墨負極比容量卻相對較低(372mAh/g)，因此，探索新一代鋰離子電池高性能負極材料成為今后發展趨勢。

申請號為CN201110407617.1的中國發明專利公開了一種高安全性鋰離子電池負極材料及其制備方法，該方法提出將Al(OH)₃溶膠與NaOH、LiOH在40～90℃溫度下反應制得LiAlO₂，石墨與LiAlO₂混合并調pH值后在500～800℃下加熱，蒸除其中的有機化合物和水分，研磨得石墨/LiAlO₂復合粉體；石墨/LiAlO₂復合粉體在鐵催化劑下放入石英管中，制得石墨/LiAlO₂/碳納米管復合材料，再經球磨得到高安全性鋰離子電池負極材料。該負極材料利用了碳納米管的電子導電性，在保持較高導電性的基礎上提高使用安全性。但是此方法存在工藝復雜，能耗高的缺陷，并且該方法采用的是傳統的聚偏氟乙烯作為粘結劑，聚偏氟乙烯與活性物質間形成的范德華力較弱,不能滿足現代鋰離子電池,特別是高比容量鋰離子電池的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合鋰電池負極材料制備工藝，通過采用自制的復合材料作為負極的活性物質，該物質的結構可以有效地保護氧化錫在電池反應中的體積膨脹，起到緩沖作用，而且可以增加復合材料的比表面積，從而提高電池中的電化學性能；本發明采用粘結劑包括水性聚氨酯和黃蓍膠兩種有效成分，不僅符合綠色環保要求，而且兩種有效成分從多個方向提高鋰電池的電化學性能；本發明制得的負極材料電化學性能高、循環性能好，具有廣闊的應用前景與巨大的市場潛力。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種復合鋰電池負極材料制備工藝，包括如下步驟：

第一步、按照如下重量份準備好各原料：活性材料80-100份、炭黑12-15份、粘結劑16-20份；

第二步、將各原料混合后，研磨均勻，形成糊狀物，用涂膜法將糊狀物涂在銅箔上，經過干燥、輥壓、裁切后，得到復合鋰電池負極材料。

進一步地，所述活性材料由如下方法制備：

1)按固液比1mg:8mL將氧化石墨烯分散于去離子水中，依次加入巰基乙醇、氯化亞錫、尿素和濃鹽酸，攪拌均勻，然后將此混合液倒入聚四氟乙烯內襯中，放入高壓反應釜內，在120℃下反應8h，得到復合氧化石墨烯；