鋰離子二次電池負(fù)極活性材料及其制備方法、鋰離子二次電池負(fù)極極片和鋰離子二次電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，包括石墨烯和納米In2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。該鋰離子二次電池負(fù)極活性材料具有高的比容量且循環(huán)性能良好。本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供了所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單方便，條件溫和。本發(fā)明實(shí)施例第三方面提供了包含所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的鋰離子二次電池負(fù)極極片，以及本發(fā)明實(shí)施例第四方面提供了包含所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的鋰離子二次電池。
【專利說明】鋰離子二次電池負(fù)極活性材料及其制備方法、鋰離子二次 電池負(fù)極極片和鋰離子二次電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子二次電池領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料 及其制備方法、鋰離子二次電池負(fù)極極片和鋰離子二次電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著便攜電子設(shè)備和電動(dòng)汽車對(duì)能量密度的要求越來越高，高性能鋰離子二次電 池的研發(fā)顯得日益重要。目前商品化的鋰離子二次電池的負(fù)極材料主要是石墨及碳材料， 研究及實(shí)踐表明，碳材料的電化學(xué)容量低，石墨材料的理論容量?jī)H為372mAh/g，體積比容量 相當(dāng)有限，不能滿足實(shí)際需求。石墨烯是一種二維結(jié)構(gòu)單原子厚度的碳原子層，具有大理論 的比表面積和突出的導(dǎo)熱導(dǎo)電性。
[0003] 已有一些關(guān)于金屬氧化物或硫化物與石墨烯材料結(jié)合形成的復(fù)合材料的報(bào)道。申 請(qǐng)?zhí)枮?00980129673. 4的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種石墨烯和金屬氧化物材料(二氧化鈦） 的納米復(fù)合材料，但該方法中需要加入表面活性劑作為納米結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的受控成核和生 長(zhǎng)的分子模板。申請(qǐng)?zhí)枮?01210187857. X的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種以氧化石墨烯為原 料，通過水熱反應(yīng)和高溫還原熱處理制得鋰離子電池類石墨烯MoS2/石墨烯復(fù)合電極的方 法，提高了電極的電化學(xué)儲(chǔ)鋰比容量，但該制備方法需要兩步反應(yīng)，熱處理還原反應(yīng)的溫度 較高，且需要加入陽(yáng)離子表面活性劑來調(diào)整類石墨烯M 〇S2的層數(shù)，整體工藝復(fù)雜，不利于生 產(chǎn)。
[0004] 硫化銦（In2S3)是一種二元半導(dǎo)體硫?qū)倩衔?，?種不同的缺陷結(jié)構(gòu)。硫化銦因 消光系數(shù)高被應(yīng)用于光電材料，以及應(yīng)用于Cu(In，Ga)Se 2太陽(yáng)能電池中作為緩沖層。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供了一種新型的鋰離子二次電池負(fù)極活性材 料，該鋰離子二次電池負(fù)極活性材料具有高的比容量且循環(huán)性能良好。本發(fā)明實(shí)施例第二 方面提供了所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單方便，條件溫和。本發(fā) 明實(shí)施例第三方面提供了包含所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的鋰離子二次電池負(fù)極 極片，以及本發(fā)明實(shí)施例第四方面提供了包含所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的鋰離子 二次電池。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，包括石墨烯 和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。
[0007] 優(yōu)選地，所述In2S3顆粒的粒徑為10?50nm。
[0008] 本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料是新型的鋰離 子二次電池負(fù)極活性材料，In 2S3顆粒和石墨烯的結(jié)構(gòu)均有利于鋰離子的嵌入和脫出，具有 高的比容量且循環(huán)性能良好。
[0009] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法， 包括以下步驟：
[0010] 將氧化石墨置于去離子水中形成混合溶液，將混合溶液進(jìn)行超聲2?4h，所述氧 化石墨與所述去離子水的質(zhì)量比為1:100?250 ;
[0011] 然后在超聲后的混合溶液中加入銦源化合物和硫源，再超聲分散1〇?30min，制 得水熱反應(yīng)體系，所述氧化石墨與所述銦源化合物的比例為120g:0. 3mol?lmol，所述銦 源化合物與所述硫源的摩爾比為1:1?2 ;
[0012] 將所述水熱反應(yīng)體系轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，于120?180°C溫度下反 應(yīng)10?24h，生成沉淀，冷卻；
[0013] 將反應(yīng)后的混合溶液過濾，取濾渣真空干燥隨后冷卻，將冷卻后的濾渣置于氮?dú)?或氬氣氣氛中于400?600°C溫度下退火2?4h，然后隨爐冷卻至室溫，制得鋰離子二次電 池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石 墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合；
[0014] 所述銦源化合物選自銦的氯化物、銦的氟化物、銦的溴化物、銦的碘化物和銦的氫 氧化物中的一種或幾種，所述硫源為硫脲或硫代酰胺。
[0015] 優(yōu)選地，所述In2S3顆粒的粒徑為10?50nm。
[0016] 優(yōu)選地，所述氧化石墨與所述銦源化合物的比例為120g:0. 5mol?0· 8mol。
[0017] 優(yōu)選地，所述銦源化合物與所述硫源的摩爾比為1:1. 4?1.6。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供的一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法通 過一步水熱法直接完成，即該過程中氧化石墨烯還原成石墨烯的步驟與銦源化合物反應(yīng) 生成納米In 2S3顆粒并沉積在石墨烯上的步驟同步完成，不需要額外加入表面活性劑或者 生長(zhǎng)模板，也不需要對(duì)氧化石墨烯單獨(dú)進(jìn)行熱還原，因此本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供的一 種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法工藝簡(jiǎn)單方便，條件溫和，所述石墨烯和納米 In2S3顆粒均勻混合。
[0019] 第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋰離子二次電池負(fù)極極片，所述鋰離子二次 電池負(fù)極極片包括集流體和涂覆在所述集流體上的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰 離子二次電池負(fù)極活性材料包括石墨烯和均勻分散在所述石墨烯上的納米In 2s3顆粒。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例第三方面提供的一種鋰離子二次電池負(fù)極極片具有高的比容量且 循環(huán)性能良好。
[0021] 第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋰離子二次電池，所述鋰離子二次電池由鋰 離子二次電池負(fù)極極片、正極極片、隔膜、非水電解液和外殼組成，所述鋰離子二次電池負(fù) 極極片包括集流體和涂覆在所述集流體上的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二 次電池負(fù)極活性材料包括石墨烯和均勻分散在所述石墨烯上的納米In 2s3顆粒。
[0022] 本發(fā)明實(shí)施例第四方面提供的鋰離子二次電池具有高的比容量且循環(huán)性能良好。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在下面的說明書中部分闡明，一部分根據(jù)說明書是顯而 易見的，或者可以通過本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施而獲知。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例二制得的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的掃描電子顯微鏡 圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二制得的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的透射電子顯微鏡 圖。
[0026] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二制得的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的高倍率透射電子 顯微鏡圖。
[0027] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二制得的鋰離子二次電池(扣式電池）循環(huán)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下所述是本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明實(shí)施例原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn) 和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)范圍。
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供了一種新型的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，具有高 的比容量且循環(huán)性能良好。本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供了所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材 料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單方便，條件溫和。本發(fā)明實(shí)施例第三方面提供了包含所述鋰離子二 次電池負(fù)極活性材料的鋰離子二次電池負(fù)極極片，以及本發(fā)明實(shí)施例第四方面提供了包含 所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的鋰離子二次電池。
[0030] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，包括石墨烯 和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。
[0031] 所述In2S3顆粒的粒徑為10?50nm。
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料是新型的鋰離 子二次電池負(fù)極活性材料，In 2S3顆粒和石墨烯的結(jié)構(gòu)均有利于鋰離子的嵌入和脫出，具有 高的比容量且循環(huán)性能良好。
[0033] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法， 包括以下步驟：
[0034] 將氧化石墨置于去離子水中形成混合溶液，將混合溶液進(jìn)行超聲2?4h，所述氧 化石墨與所述去離子水的質(zhì)量比為1:100?250 ;
[0035] 然后在超聲后的混合溶液中加入銦源化合物和硫源，再超聲分散10?30min，制 得水熱反應(yīng)體系，所述氧化石墨與所述銦源化合物的比例為120g:0. 3mol?lmol，所述銦 源化合物與所述硫源的摩爾比為1:1?2 ;
[0036] 將所述水熱反應(yīng)體系轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，于120?180°C溫度下反 應(yīng)10?24h，生成沉淀，冷卻；
[0037] 將反應(yīng)后的混合溶液過濾，取濾渣真空干燥隨后冷卻，將冷卻后的濾渣置于氮?dú)?或氬氣氣氛中于400?600°C溫度下退火2?4h，然后隨爐冷卻至室溫，制得鋰離子二次電 池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石 墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合；
[0038] 所述銦源化合物選自銦的氯化物、銦的氟化物、銦的溴化物、銦的碘化物和銦的氫 氧化物中的一種或幾種，所述硫源為硫脲或硫代酰胺。
[0039] 所述氧化石墨與所述銦源化合物的比例為120g:0. 5mol?0· 8mol。
[0040] 所述銦源化合物與所述硫源的摩爾比為1:1. 4?1. 6。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供的一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法通 過一步水熱法直接完成，即該過程中氧化石墨烯還原成石墨烯的步驟與銦源化合物反應(yīng) 生成納米In2S3顆粒并沉積在石墨烯上的步驟同步完成，不需要額外加入表面活性劑或者 生長(zhǎng)模板，也不需要對(duì)氧化石墨烯單獨(dú)進(jìn)行熱還原，因此本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供的一 種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法工藝簡(jiǎn)單方便，條件溫和，所述石墨烯和納米 In2S3顆粒均勻混合。
[0042] 第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋰離子二次電池負(fù)極極片，所述鋰離子二次 電池負(fù)極極片包括集流體和涂覆在所述集流體上的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰 離子二次電池負(fù)極活性材料包括石墨烯和納米In2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S 3顆粒均 勻混合。
[0043] 所述In2S3顆粒的粒徑為10?50nm。
[0044] 本發(fā)明實(shí)施例第三方面提供的一種鋰離子二次電池負(fù)極極片具有高的比容量且 循環(huán)性能良好。
[0045] 第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋰離子二次電池，所述鋰離子二次電池由鋰 離子二次電池負(fù)極極片、正極極片、隔膜、非水電解液和外殼組成，所述鋰離子二次電池負(fù) 極極片包括集流體和涂覆在所述集流體上的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二 次電池負(fù)極活性材料包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。
[0046] 所述In2S3顆粒的粒徑為10?50nm。
[0047] 鋰離子二次電池為扣式電池，均按照常規(guī)方式制作即可。
[0048] 本發(fā)明實(shí)施例第四方面提供的鋰離子二次電池具有高的比容量且循環(huán)性能良好。
[0049] 下面分多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的說明。本發(fā)明實(shí)施例不限定于以 下的具體實(shí)施例。在不變主權(quán)利的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行變更實(shí)施。
[0050] 實(shí)施例一
[0051] 一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法，包括以下步驟：
[0052] 取氧化石墨1. 00g置于150ml去離子水中形成混合溶液，將混合溶液進(jìn)行超聲2h， 然后在超聲后的混合溶液中加入1. 48g InCl3和0. 85g硫代丙酰胺，再超聲分散15min，制 得水熱反應(yīng)體系，將所述水熱反應(yīng)體系轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，于120°C溫度下反 應(yīng)24h，生成沉淀，自然冷卻，將反應(yīng)后的混合溶液過濾，取濾渣用去離子水清洗3次后置于 ll〇°C真空干燥12h，自然冷卻，將冷卻后的濾渣置于氬氣氣氛中于400°C溫度下退火2h，然 后隨爐冷卻至室溫，制得鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材 料包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。所述In 2S3顆粒為 納米級(jí)，粒徑為30nm左右。
[0053] 鋰離子二次電池負(fù)極極片的制備
[0054] 將上述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮按 照80:10:10:120的重量比均勻混合，將該混合漿料均勻涂布在0. 008毫米的銅箔上，110°C 烘干，輥壓得到鋰離子二次電池負(fù)極極片。將該鋰離子二次電池負(fù)極極片裁切至尺寸 480mmX45mm〇
[0055] 鋰離子二次電池的制備
[0056] 扣式鋰離子二次電池：將上述鋰離子二次電池負(fù)極極片從沖片后在手套箱中與對(duì) 電極鋰片組裝成扣式鋰離子二次電池 a。
[0057] 實(shí)施例二
[0058] 取氧化石墨0. 50g置于125ml去離子水中形成混合溶液，將混合溶液進(jìn)行超聲3h， 然后在超聲后的混合溶液中加入〇. 43g InF3和0. 37g硫代乙酰胺，再超聲分散20min，制 得水熱反應(yīng)體系，將所述水熱反應(yīng)體系轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，于180°C溫度下反 應(yīng)l〇h，生成沉淀，自然冷卻，將反應(yīng)后的混合溶液過濾，取濾渣用去離子水清洗3次后置于 ll〇°C真空干燥12h，自然冷卻，將冷卻后的濾渣置于氬氣氣氛中于600°C溫度下退火4h，然 后隨爐冷卻至室溫，制得鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材 料包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。
[0059] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例二制得的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的掃描電子顯微鏡 圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例二制得的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的透射電子顯微鏡圖。圖 3為本發(fā)明實(shí)施例二制得的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的高倍率透射電子顯微鏡圖。從 圖1?圖3中可以看出，所述In 2S3顆粒為納米級(jí)，粒徑為20nm左右。
[0060] 鋰離子二次電池負(fù)極極片的制備
[0061] 將上述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮 按照80:10:10:120的重量比均勻混合，將該混合漿料均勻涂布在0. 008毫米的銅箔上， 110°C烘干，輥壓得到鋰離子二次電池負(fù)極極片。將該鋰離子二次電池負(fù)極極片裁切至尺寸 480mmX45mm〇
[0062] 鋰離子二次電池的制備
[0063] 扣式鋰離子二次電池：將上述鋰離子二次電池負(fù)極極片從沖片后在手套箱中與對(duì) 電極鋰片組裝成扣式鋰離子二次電池 b。
[0064] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二制得的鋰離子二次電池(扣式電池）循環(huán)圖。從圖4中可 以看出，扣式鋰離子二次電池 b循環(huán)100次后容量為918mAh/g。
[0065] 實(shí)施例三
[0066] 取氧化石墨1. 00g置于100ml去離子水中形成混合溶液，將混合溶液進(jìn)行超聲 4h，然后在超聲后的混合溶液中加入1. 38g 1]1(0!{)3和0. 64g硫脲，再超聲分散30min，制 得水熱反應(yīng)體系，將所述水熱反應(yīng)體系轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，于160°C溫度下反 應(yīng)15h，生成沉淀，自然冷卻，將反應(yīng)后的混合溶液過濾，取濾渣用去離子水清洗3次后置于 ll〇°C真空干燥12h，自然冷卻，將冷卻后的濾渣置于氬氣氣氛中于500°C溫度下退火3h，然 后隨爐冷卻至室溫，制得鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材 料包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。所述In 2S3顆粒為 納米級(jí)，粒徑為20nm左右。
[0067] 鋰離子二次電池負(fù)極極片的制備
[0068] 將上述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮 按照80:10:10:120的重量比均勻混合，將該混合漿料均勻涂布在0. 008毫米的銅箔上， 110°C烘干，輥壓得到鋰離子二次電池負(fù)極極片。將該鋰離子二次電池負(fù)極極片裁切至尺寸 480mmX45mm〇
[0069] 鋰離子二次電池的制備
[0070] 扣式鋰離子二次電池：將上述鋰離子二次電池負(fù)極極片從沖片后在手套箱中與對(duì) 電極鋰片組裝成扣式鋰離子二次電池 c。
[0071] 實(shí)施例四
[0072] 取氧化石墨1. 00g置于250ml去離子水中形成混合溶液，將混合溶液進(jìn)行超 聲2. 5h，然后在超聲后的混合溶液中加入2. 06g Inl3和0. 86g硫代丁酰胺，再超聲分散 lOmin，制得水熱反應(yīng)體系，將所述水熱反應(yīng)體系轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，于140°C 溫度下反應(yīng)12h，生成沉淀，自然冷卻，將反應(yīng)后的混合溶液過濾，取濾渣用去離子水清洗3 次后置于ll〇°C真空干燥12h，自然冷卻，將冷卻后的濾渣置于氬氣氣氛中于400°C溫度下 退火2h，然后隨爐冷卻至室溫，制得鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二次電池負(fù) 極活性材料包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。所述 In2S3顆粒為納米級(jí)，粒徑為40nm左右。
[0073] 鋰離子二次電池負(fù)極極片的制備
[0074] 將上述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮 按照80:10:10:120的重量比均勻混合，將該混合漿料均勻涂布在0. 008毫米的銅箔上， 110°C烘干，輥壓得到鋰離子二次電池負(fù)極極片。將該鋰離子二次電池負(fù)極極片裁切至尺寸 480mmX45mm〇
[0075] 鋰離子二次電池的制備
[0076] 扣式鋰離子二次電池：將上述鋰離子二次電池負(fù)極極片從沖片后在手套箱中與對(duì) 電極鋰片組裝成扣式鋰離子二次電池 d。
[0077] 實(shí)施例五
[0078] 取氧化石墨l.OOg置于150ml去離子水中形成混合溶液，將混合溶液進(jìn)行超聲 3. 5h，然后在超聲后的混合溶液中加入2. 37g InBr3和0. 76g硫代乙酰胺，再超聲分散 25min，制得水熱反應(yīng)體系，將所述水熱反應(yīng)體系轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，于130°C 溫度下反應(yīng)20h，生成沉淀，自然冷卻，將反應(yīng)后的混合溶液過濾，取濾渣用去離子水清洗3 次后置于ll〇°C真空干燥12h，自然冷卻，將冷卻后的濾渣置于氬氣氣氛中于400°C溫度下 退火4h，然后隨爐冷卻至室溫，制得鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二次電池 負(fù)極活性材料包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。所述 In2S3顆粒為納米級(jí)，粒徑為30nm左右。
[0079] 鋰離子二次電池負(fù)極極片的制備
[0080] 將上述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮 按照80:10:10:120的重量比均勻混合，將該混合漿料均勻涂布在0. 008毫米的銅箔上， 110°C烘干，輥壓得到鋰離子二次電池負(fù)極極片。將該鋰離子二次電池負(fù)極極片裁切至尺寸 480mmX45mm〇
[0081] 鋰離子二次電池的制備
[0082] 扣式鋰離子二次電池：將上述鋰離子二次電池負(fù)極極片從沖片后在手套箱中與 對(duì)電極鋰片組裝成扣式鋰離子二次電池 e。
[0083] 對(duì)比例一
[0084] 取1. 50g InCl3和0. 90g硫代丙酰胺加入150ml去離子水中超聲分散25min，制 得水熱反應(yīng)體系，將所述水熱反應(yīng)體系轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，于120°C溫度下反 應(yīng)24h，生成沉淀，自然冷卻，將反應(yīng)后的混合溶液過濾，取濾渣用去離子水清洗3次后置于 ll〇°C真空干燥12h，自然冷卻，將冷卻后的濾渣置于氬氣氣氛中于400°C溫度下退火2h，然 后隨爐冷卻至室溫，制得In2S3顆粒，粒徑為20nm左右。
[0085] 鋰離子二次電池負(fù)極極片的制備
[0086] 將上述In2S3顆粒、乙炔黑、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮按照80:10:10:120的 重量比均勻混合，將該混合漿料均勻涂布在0. 008毫米的銅箔上，110°C烘干，輥壓得到鋰 離子二次電池負(fù)極極片。將該鋰離子二次電池負(fù)極極片裁切至尺寸480mmX45mm。
[0087] 鋰離子二次電池的制備
[0088] 扣式鋰離子二次電池：將上述鋰離子二次電池負(fù)極極片從沖片后在手套箱中與對(duì) 電極鋰片組裝成扣式鋰離子二次電池 f。
[0089] 效果實(shí)施例
[0090] 為有力支持本發(fā)明實(shí)施例的有益效果，提供效果實(shí)施例如下，用以評(píng)測(cè)本發(fā)明實(shí) 施例提供的產(chǎn)品的性能。
[0091] 將實(shí)施例一?實(shí)施例五以及對(duì)比例中制得的扣式鋰離子二次電池 a至f分別放置 在充放電柜上，記錄以〇. lA/g恒流放電至0. 01V所獲得容量(記為M)，記為首次放電容量， 擱置10分鐘，記錄以0. lA/g恒流充電至3V容量，記為一個(gè)循環(huán)，如此反復(fù)循環(huán)100次，第 100次的放電容量記為N，結(jié)果記錄在表1中。表1.扣式鋰離子二次電池 a至f的首次放 電克容量和循環(huán)100次放電克容量
[0092]

【權(quán)利要求】
1. 一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，其特征在于，包括石墨烯和納米In2S 3顆粒，所 述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，其特征在于，所述In2S3顆 粒的粒徑為10?50nm。
3. -種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 將氧化石墨置于去離子水中形成混合溶液，將混合溶液進(jìn)行超聲2?4h，所述氧化石 墨與所述去離子水的質(zhì)量比為1:100?250 ; 然后在超聲后的混合溶液中加入銦源化合物和硫源，再超聲分散10?30min，制得水 熱反應(yīng)體系，所述氧化石墨與所述銦源化合物的比例為120g:0. 3mol?lmol，所述銦源化 合物與所述硫源的摩爾比為1:1?2 ; 將所述水熱反應(yīng)體系轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，于120?180°C溫度下反應(yīng) 10?24h，生成沉淀，冷卻； 將反應(yīng)后的混合溶液過濾，取濾渣真空干燥隨后冷卻，將冷卻后的濾渣置于氮?dú)饣驓?氣氣氛中于400?600°C溫度下退火2?4h，然后隨爐冷卻至室溫，制得鋰離子二次電池負(fù) 極活性材料，所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯 和納米In2S3顆粒均勻混合； 所述銦源化合物選自銦的氯化物、銦的氟化物、銦的溴化物、銦的碘化物和銦的氫氧化 物中的一種或幾種，所述硫源為硫脲或硫代酰胺。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法，其特征在于， 所述In2S3顆粒的粒徑為10?50nm。
5. 如權(quán)利要求3所述的一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法，其特征在于， 所述氧化石墨與所述銦源化合物的比例為120g:0. 5mol?0· 8mol。
6. 如權(quán)利要求3所述的一種鋰離子二次電池負(fù)極活性材料的制備方法，其特征在于， 所述銦源化合物與所述硫源的摩爾比為1:1. 4?1.6。
7. -種鋰離子二次電池負(fù)極極片，其特征在于，所述鋰離子二次電池負(fù)極極片包括集 流體和涂覆在所述集流體上的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二次電池負(fù)極活 性材料包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。
8. -種鋰離子二次電池，其特征在于，所述鋰離子二次電池由鋰離子二次電池負(fù)極極 片、正極極片、隔膜、非水電解液和外殼組成，所述鋰離子二次電池負(fù)極極片包括集流體和 涂覆在所述集流體上的鋰離子二次電池負(fù)極活性材料，所述鋰離子二次電池負(fù)極活性材料 包括石墨烯和納米In 2S3顆粒，所述石墨烯和納米In2S3顆粒均勻混合。
【文檔編號(hào)】H01M10/0525GK104253269SQ201310270186
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月29日
【發(fā)明者】廖華棟 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司