一種鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于新能源材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子電池是一種二次電池(充電電池)，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移 動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫 嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。鋰離子電池的發(fā)展源于上世 紀(jì)90年代，至今不過(guò)20年，在過(guò)去的20年是鋰電行業(yè)的一次飛躍，隨著各國(guó)對(duì)環(huán)境、新能 源的重視，鋰離子電池更會(huì)有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
[0003]目前實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石 墨、中間相碳微球（MCMB)、石油焦、碳纖維、熱解樹(shù)脂碳等。在電池充放電過(guò)程中，鋰在負(fù)極 碳材料內(nèi)脫/嵌并形成鋰碳插人化物L(fēng)ixC6:近年來(lái)對(duì)鋰離子電池負(fù)極材料的實(shí)用化研究 工作基本上圍繞著如何提高質(zhì)量比容量與體積比容量、首次充放電效率、循環(huán)性能及降低 成本這幾方面展開(kāi)。通過(guò)對(duì)各種碳素材料（包括石墨）的結(jié)構(gòu)詞整，表面改性處理，形成具 有外殼的復(fù)合型材料結(jié)構(gòu)，在碳材料中形成納米孔穴結(jié)構(gòu)，以及采用納米材料新技術(shù)，研究 使鋰在碳材料中的脫嵌過(guò)程不僅按LiC6化學(xué)計(jì)量進(jìn)行，還可按非化學(xué)計(jì)量進(jìn)行，使碳素材 料的比容量由LiC6的理論容量值372mAh/g，提高到500?1000mAh/g。另外，在非碳負(fù)極材 料研究方面所取得的進(jìn)展，也向人們展示了鋰離子電池負(fù)極材科發(fā)展的廣闊前景。目前使 用的石墨類(lèi)材料作為鋰離子電極材料限制了鋰離子在石墨結(jié)構(gòu)中的自由擴(kuò)散，制約了石墨 負(fù)極電化學(xué)容量的發(fā)揮。這些問(wèn)題使得簡(jiǎn)單的碳負(fù)極材料難以滿足日益發(fā)展的電子設(shè)備、 電動(dòng)汽車(chē)等對(duì)高性能鋰離子電池的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種鋰離子電池負(fù)極復(fù) 合材料的制備方法，通過(guò)特殊工藝提高電池材料的性能。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，以重量份計(jì)，將聚酯樹(shù)脂5-10份，三苯基膦2-6份，三氧化二銻2-5份，鈦酸正 丁酯3-8份和硅酸乙酯2-6份加入到攪拌機(jī)中混合攪拌均勻，得到混合物一； 步驟二，將混合物一加入到反應(yīng)釜中，加入鑰酸銨2-5份，聚乙二醇5-10份和乙酸乙酯 5-10份，在真空條件下加熱至80-KKTC，攪拌20-40分鐘，得到反應(yīng)物一； 步驟三，將反應(yīng)物一在惰性氣體保護(hù)的條件下，升溫至280-30(TC，將石墨烯5-10份 分散于20-30份乙酸乙酯中，然后以霧化的形式噴灑于反應(yīng)物一上，噴灑完畢后繼續(xù)保溫 10-20分鐘，得反應(yīng)物二； 步驟四，將反應(yīng)物二加入到反應(yīng)釜中，加入二氧化硅3-7份，過(guò)硫酸銨1-4份，聚碳酸酯 3-8份，去離子水5-10份，加熱至70-80°C，攪拌反應(yīng)30-50分鐘，冷卻至室溫，過(guò)濾得固體， 烘干，即得鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料。
[0006] 進(jìn)一步地，所述的鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，步驟一中混合攪拌的條 件為攪拌溫度50-60°C，攪拌時(shí)間20-30分鐘，攪拌速度150-200轉(zhuǎn)/小時(shí)。
[0007] 進(jìn)一步地，所述的鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，步驟二中真空條件的真 空度為 〇. 01-0. 〇4MPa。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，步驟二中攪拌的速度為 100-120轉(zhuǎn)/分鐘。
[0009] 進(jìn)一步地，所述的鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，步驟三中惰性氣體為氮 氣或氬氣。
[0010] 進(jìn)一步地，所述的鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，步驟三中升溫的速度為 20-25°C/ 分鐘。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，步驟四中冷卻至室溫的 冷卻速度為20-30°C/分鐘。
[0012] 進(jìn)一步地，所述的鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，步驟四中烘干的溫度為 80-100。。。
[0013] 本發(fā)明提供的鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料具有良好的電學(xué)性能，其中首次效率達(dá)到 了 70%以上，100個(gè)循環(huán)后放電效率達(dá)到了 97. 7%以上。本發(fā)明通過(guò)引入了鑰酸銨以及在制 備方法中采用霧化噴灑的方式進(jìn)行石墨烯與材料的復(fù)合，使得本發(fā)明得到的鋰離子電池負(fù) 極復(fù)合材料具有良好的性能。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1 一種鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，以重量份計(jì)，將聚酯樹(shù)脂5份，三苯基膦2份，三氧化二銻2份，鈦酸正丁酯3 份和硅酸乙酯2份加入到攪拌機(jī)中混合攪拌均勻，條件為攪拌溫度50°C，攪拌時(shí)間20分鐘， 攪拌速度150轉(zhuǎn)/小時(shí)，得到混合物一； 步驟二，將混合物一加入到反應(yīng)釜中，加入鑰酸銨2份，聚乙二醇5份和乙酸乙酯5份， 在真空度為〇.OIMPa的真空條件下加熱至80°C，攪拌20分鐘，攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分鐘，得 到反應(yīng)物一； 步驟三，將反應(yīng)物一在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，升溫至280°C，升溫的速度為20°C/分鐘，將 石墨烯5份分散于20份乙酸乙酯中，然后以霧化的形式噴灑于反應(yīng)物一上，噴灑完畢后繼 續(xù)保溫10分鐘，得反應(yīng)物二； 步驟四，將反應(yīng)物二加入到反應(yīng)釜中，加入二氧化硅3份，過(guò)硫酸銨1份，聚碳酸酯3 份，去離子水5份，加熱至70°C，攪拌反應(yīng)30分鐘，冷卻至室溫，冷卻速度為20°C/分鐘，過(guò) 濾得固體，烘干，烘干溫度為80°C，即得鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料。
[0015]實(shí)施例2 一種鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，以重量份計(jì)，將聚酯樹(shù)脂6份，三苯基膦4份，三氧化二銻3份，鈦酸正丁酯5 份和硅酸乙酯3份加入到攪拌機(jī)中混合攪拌均勻，條件為攪拌溫度55°C，攪拌時(shí)間24分鐘， 攪拌速度160轉(zhuǎn)/小時(shí)，得到混合物一； 步驟二，將混合物一加入到反應(yīng)釜中，加入鑰酸銨3份，聚乙二醇6份和乙酸乙酯7份， 在真空度為〇. 〇2MPa的真空條件下加熱至88°C，攪拌30分鐘，攪拌速度為110轉(zhuǎn)/分鐘，得 到反應(yīng)物一； 步驟三，將反應(yīng)物一在氬氣保護(hù)的條件下，升溫至285°C，升溫的速度為23°C/分鐘，將 石墨烯7份分散于25份乙酸乙酯中，然后以霧化的形式噴灑于反應(yīng)物一上，噴灑完畢后繼 續(xù)保溫13分鐘，得反應(yīng)物二； 步驟四，將反應(yīng)物二加入到反應(yīng)釜中，加入二氧化硅4份，過(guò)硫酸銨2份，聚碳酸酯5 份，去離子水6份，加熱至76°C，攪拌反應(yīng)38分鐘，冷卻至室溫，冷卻速度為25°C/分鐘，過(guò) 濾得固體，烘干，烘干溫度為90°C，即得鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料。
[0016] 實(shí)施例3 一種鋰離子電池負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，以重量份計(jì)，將聚酯樹(shù)脂8份，三苯基膦5份，三氧化二銻4份，鈦酸正丁酯6 份和硅酸乙酯5份加入到攪拌機(jī)中混合攪拌均勻，條件為攪拌溫度58°C，攪拌時(shí)間26分鐘， 攪拌速度180轉(zhuǎn)/小時(shí)，得到混合物一； 步驟二，將混合物一加入到反應(yīng)釜中，加入鑰酸銨4份，聚乙二醇8份和乙酸乙酯9份， 在真空度為〇. 〇3MPa的真空條