本發(fā)明屬于鋰離子電池材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)極材料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池因其便攜性、可循環(huán)充放電性和高能量密度而被廣泛使用。在鋰離子電池的各種類型的負(fù)極材料中，目前市場上主流的材料為石墨，這是由石墨的層狀結(jié)構(gòu)帶來的高的電導(dǎo)率以及其優(yōu)良的充放電循環(huán)性能所決定的，但是石墨僅僅只有372?ma?h/g的低比容量，已經(jīng)不能滿足當(dāng)今社會對鋰離子電池能量密度日益增長的需求，因此提高鋰離子電池能量密度已經(jīng)成為當(dāng)前亟待解決的課題。在眾多的鋰離子電池負(fù)極材料中，磷由于具有較高的理論比容量（2596?ma?h/g)和合適的嵌鋰電位（~0.7?v?vs?li+/li）引起了研究者的廣泛關(guān)注。相比較于其余的同素異形體，黑磷（bp）因具有類似于石墨的層狀結(jié)構(gòu)而備受青睞，該層狀結(jié)構(gòu)有利于鋰離子的快速脫嵌，對提升鋰離子電池能量密度具有很大的幫助。然而黑磷在電化學(xué)循環(huán)過程中巨大的體積膨脹（~300%）導(dǎo)致的循環(huán)性能快速衰減限制了其進(jìn)一步發(fā)展。因此需要一種界面調(diào)控方法來抑制黑磷體積膨脹問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種負(fù)極材料的制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種負(fù)極材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

4、第一步，將合適的有機(jī)物與黑磷粉混合，放入球磨罐中；

5、第二步，在惰性氛圍下，以一定轉(zhuǎn)速球磨一段時(shí)間后取出，獲得前驅(qū)體材料；

6、第三步，將前驅(qū)體材料用有機(jī)溶劑重復(fù)清洗后，用真空烘箱烘干，獲得所需要的成品材料。

7、優(yōu)選地，所述第一步中的有機(jī)物需要具有一定粘度，以便于包覆在黑磷表面；具體可以表現(xiàn)在單個有機(jī)物分子中至少含有一個羥基，如葡萄糖、蔗糖、纖維素、木糖醇等含有羥基的有機(jī)物等。

8、優(yōu)選地，所述第一步中的有機(jī)物與黑磷粉的質(zhì)量比例為1:0.5-1:9，優(yōu)選為1:1.5-1:4；

9、優(yōu)選地，所述第一步中的球磨罐中球磨珠和物料的質(zhì)量比例（球料比）為10：1-60：1，具體如20：1；

10、優(yōu)選地，所述第一步中的球磨罐可為瑪瑙球磨罐；

11、優(yōu)選地，所述第二步的惰性氛圍為氬氣氛圍或氮?dú)夥諊?/p>

12、優(yōu)選地，所述第二步的一定轉(zhuǎn)速為300-500rpm，一段時(shí)間為4-12小時(shí)；

13、優(yōu)選地，所述第三步的溶劑可為n-甲基吡咯烷酮（nmp）或n,n-二甲基甲酰胺；

14、優(yōu)選地，所述第三步的清洗方式為超聲清洗，超聲時(shí)間為2-5分鐘，隨后用離心機(jī)以8000-13000rpm轉(zhuǎn)速離心4-10分鐘，重復(fù)清洗次數(shù)3-6次；真空烘干溫度為50-80℃，時(shí)間為6-18小時(shí)。

15、上述調(diào)控方法制備得到的黑磷基負(fù)極材料也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

16、本發(fā)明還保護(hù)上述黑磷基負(fù)極材料的應(yīng)用。

17、所述應(yīng)用為所述黑磷基負(fù)極材料在制備鋰離子電池中的應(yīng)用。

18、本發(fā)明還保護(hù)一種鋰離子電池。

19、所述鋰離子電池，包括負(fù)極，所述負(fù)極包括上述的黑磷基負(fù)極材料。

20、綜上所述，本發(fā)明用具有一定粘度的有機(jī)物為原料對黑磷界面進(jìn)行調(diào)控，清洗掉多余的有機(jī)物后可以在較低程度上影響黑磷的導(dǎo)電性的前提下，抑制黑磷在電化學(xué)循環(huán)中的體積膨脹，穩(wěn)定黑磷的結(jié)構(gòu)，使得黑磷基負(fù)極材料在電化學(xué)循環(huán)中表現(xiàn)出穩(wěn)定的容量。

技術(shù)特征：

1.一種負(fù)極材料的制備方法，所述調(diào)控方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述第一步中的有機(jī)物需要具有一定粘度，以便于包覆在黑磷表面；具體可以表現(xiàn)在單個有機(jī)物分子中至少含有一個羥基。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述第一步中的有機(jī)物選自下述任一種：葡萄糖、蔗糖、纖維素、木糖醇。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述第一步中的有機(jī)物與黑磷粉的質(zhì)量比例為1:0.5-1:9；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述第二步的惰性氛圍為氬氣氛圍或氮?dú)夥諊?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述第三步中所述溶劑選自n-甲基吡咯烷酮（nmp）或n,n-二甲基甲酰胺；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述第三步的烘干用真空烘箱烘干，所述烘干的溫度為50-80℃，時(shí)間為6-18小時(shí)。

8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述方法制備得到的負(fù)極材料。

9.權(quán)利要求8所述的負(fù)極材料在制備鋰離子電池中的應(yīng)用。

10.一種鋰離子電池，包括負(fù)極，其特征在于：所述負(fù)極包括權(quán)利要求8所述的負(fù)極材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種負(fù)極材料的制備方法。該方法包括以下步驟：第一步，將合適的有機(jī)物與黑磷粉混合，放入球磨罐中；第二步，在惰性氛圍下，以一定轉(zhuǎn)速球磨一段時(shí)間后取出，獲得前驅(qū)體材料；第三步，將前驅(qū)體材料用NMP重復(fù)清洗后，用真空烘箱烘干，獲得所需要的成品材料。本發(fā)明用具有一定粘度的有機(jī)物為原料對黑磷界面進(jìn)行調(diào)控，清洗掉多余的有機(jī)物后可以在較低程度上影響黑磷的導(dǎo)電性的前提下，抑制黑磷在電化學(xué)循環(huán)中的體積膨脹，穩(wěn)定黑磷的結(jié)構(gòu)，使得黑磷基負(fù)極材料在電化學(xué)循環(huán)中表現(xiàn)出穩(wěn)定的容量。

技術(shù)研發(fā)人員：陳鵬龍,刁志丹,蘇峰,王義飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：合肥國軒高科動力能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9