[發明專利]一種石墨負極材料及其制備方法及一種鋰電池

有效

• 申請號: 202111603411.6
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114335538B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 胡朝文;邵樂;高昕瑾;路通;胡秋晨;米吉福;謝科予;沈超;張秦怡;張貴錄
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工技術研究院有限責任公司;西北工業大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/587;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種石墨負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：向石墨中加入可溶性的鋅鹽以及可溶性的鈷鹽，得到第一反應液；

S2：向第一反應液中加入含氮有機化合物，攪拌反應，得到鋅/鈷雙金屬有機金屬框架化合物；

S3：對鋅/鈷雙金屬有機金屬框架化合物進行熱解，使鋅單質氣化，得到表面含有鈷金屬單質的石墨負極材料；

所述步驟S1中向石墨中加入可溶性的鋅鹽以及可溶性的鈷鹽之前采用陰離子表面活性劑對石墨表面進行預處理；

所述預處理過程為稱取陰離子表面活性劑和支持電解質，并溶于去離子水中，得到陰離子表面活性劑的鹽水溶液；稱取石墨粉料溶于所述陰離子表面活性劑的鹽水溶液中，攪拌6～8h后得到石墨的分散液；抽濾后溶于甲醇溶液中，并攪拌分散完成石墨表面的預處理。

2.根據權利要求1所述的一種石墨負極材料的制備方法，其特征在于，所述含氮有機化合物為2-甲基咪唑。

3.根據權利要求1所述的一種石墨負極材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性的鋅鹽為硝酸鋅、醋酸鋅、氯化鋅或硫酸鋅中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的一種石墨負極材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性的鈷鹽為硫酸鈷、硝酸鈷以及氯化鈷中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的一種石墨負極材料的制備方法，其特征在于，所述陰離子表面活性劑為聚苯乙烯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的一種石墨負極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中逐滴向石墨中加入可溶性的鋅鹽以及可溶性的鈷鹽。

7.根據權利要求1所述的一種石墨負極材料的制備方法，其特征在于，所述第一反應液中可溶性的鋅鹽以及可溶性的鈷鹽的摩爾比(1:3)～(3:1)。

8.根據權利要求1所述的一種石墨負極材料的制備方法，其特征在于，所述熱解溫度為920℃～1000℃。

9.一種石墨負極材料，其特征在于，通過權利要求1-8任意一項所述的制備方法制得；所述石墨負極材料中表面負載有鈷納米顆粒；所述鈷納米顆粒平均尺寸為10～20nm。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，包含權利要求9中的石墨負極材料；所述鋰離子電池在0℃時的0.1C倍率嵌鋰性能為160～250mAh/g。