一种锂离子电池碳负极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开锂离子电池技术领域的一种锂离子电池碳负极材料的制备方法，该锂离子电池碳负极材料的制备方法具体包括以下步骤：S1：原料添加；S2：进行冰水浴；S3：形成固体物；S4：对固体物进行热解；S5：冷却至室温；S6：加入去离子水；S7：加入双氧水；S8：对悬浮液离心处理；S9：利用洗涤液进行洗涤；S10：真空干燥得到碳负极材料，本发明专利技术采用石墨烯作为锂离子电池的负极材料，利用石墨烯的自身结构特性展现了良好的离子和电子导电能力，具有高储锂容量和高充放电速率的特点，有利于锂离子电池的嵌入和脱嵌，其循环稳定性高。

Method for preparing carbon negative electrode material of lithium ion battery

A preparation method of carbon cathode material of lithium ion battery is disclosed in the technical field of lithium ion batteries, carbon anode materials for the lithium ion battery preparation method comprises the following steps: S1: S2: material added; ice water bath; solids; S3: S4: by the pyrolysis of solids; S5 cooling to room temperature; S6: Deionized water; adding hydrogen peroxide; S7: S8: S9: treatment of suspension were washed by centrifugation; washing liquid; S10: vacuum drying to obtain carbon anode materials, the invention adopts graphene as anode materials for lithium ion batteries by using graphene, its structure and characteristics show a good the ionic and electronic conductivity, high lithium storage capacity and high rate discharge, in favor of lithium ion cell intercalation and deintercalation its cycling stability.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池碳负极材料的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体为一种锂离子电池碳负极材料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池，又称“摇椅电池”，是指以正负极用能够可逆嵌入和脱嵌锂离子的化合物构成二次电池。现在商业化的锂离子电池以石墨为负极，以含锂的化合物作正极，在充放电过程中，没有金属锂的存在，只有锂离子在正负极之间往返嵌入/脱出。电池在充电时，锂离子从正极中脱出，通过电解液和隔膜，嵌入到负极中，反之，电池在放电时，锂离子由负极中脱嵌，通过电解液和隔膜，重新嵌入到正极中，内电路没有电子穿梭，与锂离子等电荷当量的电子在外电路传递。传统的锂离子电池的负极多数采用金属锂，在电池的充放电过程中容易产生树枝状的结晶，当结晶体发展到一定程度时，一方面会折断造成锂的损失，另一方面更为严重的是，结晶体会穿刺隔膜，把正极与负极连接起来，产生短路，给电池带来很大的安全隐患，为此，我们提出了一种锂离子电池碳负极材料的制备方法投入使用，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池碳负极材料的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的在电池的充放电过程中容易产生树枝状的结晶，当结晶体发展到一定程度时，一方面会折断造成锂的损失，另一方面更为严重的是，结晶体会穿刺隔膜，把正极与负极连接起来，产生短路，给电池带来很大的安全隐患的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种锂离子电池碳负极材料的制备方法，该锂离子电池碳负极材料的制备方法具体包括以下步骤：S1：称取3～7g的石墨粉和5～7g硝酸钠放入烧瓶中，并在烧瓶中加入75～90ml的浓硫酸溶液进行反应；S2：将烧瓶放在冰水浴中，在搅拌条件下将9～12g的高锰酸钾分批次的缓慢加入到烧瓶中；S3：烧瓶在冰水浴中通过磁力搅拌15min后移至温水浴中，并在氩气保护下继续搅拌反应9～12h，形成固体；S4：将固化后的材料放入瓷舟中移入石英管内，利用管式炉对其进行热解，在900℃恒温3h；S5：在热解反应结束后，在氩气保护下自然冷却至室温，将材料移至烧杯中；S6：在烧杯内分批缓慢的加入300ml的去离子水，并再次进行加热搅拌15min后将混合物冷却至室温；S7：在烧杯中加入10～13ml30％的双氧水，搅拌20～23min，并静置2h；S8：将步骤S7中悬浮液经过离心处理，并弃上清液，将沉淀物分散于分散溶液中，并再次进行离心10min，弃上清液；S9：将步骤S8中得到的沉淀物分散至200ml0.5N的盐酸溶液中，在9500rpm下离心10min，弃上清液，得到的产物用洗涤液重复洗涤3～5次；S10：将步骤S9中得到的产物在75～85℃的条件下真空干燥3h，得到的产物用研钵研磨，过320目标准筛，得到锂离子电池碳负极材料。优选的，所述步骤S2中，采用磁力搅拌对烧瓶内的原料进行搅拌，高锰酸钾的添加分批次在6min内添加完毕。优选的，所述步骤S4中，在热解前，先通入氩气保护10min后，石英管中的空气完全排出并充满氩气，开始升温。优选的，所述步骤S8中，离心处理的转速9500rpm，分散溶液为3wt％的硫酸和0.5wt％的双氧水的混合液。优选的，所述步骤S9中，洗涤液为200ml的乙醇和200ml的乙醚的混合液。优选的，所述步骤S10中，真空干燥反应在真空干燥箱内进行。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用石墨烯作为锂离子电池的负极材料，利用石墨烯的自身结构特性展现了良好的离子和电子导电能力，具有高储锂容量和高充放电速率的特点，有利于锂离子电池的嵌入和脱嵌，其循环稳定性高。附图说明图1为本专利技术工作流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种锂离子电池碳负极材料的制备方法，该锂离子电池碳负极材料的制备方法具体包括以下步骤：S1：称取3～7g的石墨粉和5～7g硝酸钠放入烧瓶中，并在烧瓶中加入75～90ml的浓硫酸溶液进行反应；S2：将烧瓶放在冰水浴中，在搅拌条件下将9～12g的高锰酸钾分批次的缓慢加入到烧瓶中，采用磁力搅拌对烧瓶内的原料进行搅拌，高锰酸钾的添加分批次在6min内添加完毕；S3：烧瓶在冰水浴中通过磁力搅拌15min后移至温水浴中，并在氩气保护下继续搅拌反应9～12h，形成固体；S4：将固化后的材料放入瓷舟中移入石英管内，利用管式炉对其进行热解，在900℃恒温3h，在热解前，先通入氩气保护10min后，石英管中的空气完全排出并充满氩气，开始升温；S5：在热解反应结束后，在氩气保护下自然冷却至室温，将材料移至烧杯中；S6：在烧杯内分批缓慢的加入300ml的去离子水，并再次进行加热搅拌15min后将混合物冷却至室温；S7：在烧杯中加入10～13ml30％的双氧水，搅拌20～23min，并静置2h；S8：将步骤S7中悬浮液经过离心处理，并弃上清液，将沉淀物分散于分散溶液中，并再次进行离心10min，弃上清液，离心处理的转速9500rpm，分散溶液为3wt％的硫酸和0.5wt％的双氧水的混合液；S9：将步骤S8中得到的沉淀物分散至200ml0.5N的盐酸溶液中，在9500rpm下离心10min，弃上清液，得到的产物用洗涤液重复洗涤3～5次，洗涤液为200ml的乙醇和200ml的乙醚的混合液；S10：将步骤S9中得到的产物在75～85℃的条件下真空干燥3h，得到的产物用研钵研磨，过320目标准筛，得到锂离子电池碳负极材料，真空干燥反应在真空干燥箱内进行。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池碳负极材料的制备方法，其特征在于：该锂离子电池碳负极材料的制备方法具体包括以下步骤：S1：称取3～7g的石墨粉和5～7g硝酸钠放入烧瓶中，并在烧瓶中加入75～90ml的浓硫酸溶液进行反应；S2：将烧瓶放在冰水浴中，在搅拌条件下将9～12g的高锰酸钾分批次的缓慢加入到烧瓶中；S3：烧瓶在冰水浴中通过磁力搅拌15min后移至温水浴中，并在氩气保护下继续搅拌反应9～12h，形成固体；S4：将固化后的材料放入瓷舟中移入石英管内，利用管式炉对其进行热解，在900℃恒温3h；S5：在热解反应结束后，在氩气保护下自然冷却至室温，将材料移至烧杯中；S6：在烧杯内分批缓慢的加入300ml的去离子水，并再次进行加热搅拌15min后将混合物冷却至室温；S7：在烧杯中加入10～13ml 30％的双氧水，搅拌20～23min，并静置2h；S8：将步骤S7中悬浮液经过离心处理，并弃上清液，将沉淀物分散于分散溶液中，并再次进行离心10min，弃上清液；S9：将步骤S8中得到的沉淀物分散至200ml0.5N的盐酸溶液中，在9500rpm下离心10min，弃上清液，得到的产物用洗涤液重复洗涤3～5次；S10：将步骤S9中得到的产物在75～85℃的条件下真空干燥3h，得到的产物用研钵研磨，过320目标准筛，得到锂离子电池碳负极材料。...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池碳负极材料的制备方法，其特征在于：该锂离子电池碳负极材料的制备方法具体包括以下步骤：S1：称取3～7g的石墨粉和5～7g硝酸钠放入烧瓶中，并在烧瓶中加入75～90ml的浓硫酸溶液进行反应；S2：将烧瓶放在冰水浴中，在搅拌条件下将9～12g的高锰酸钾分批次的缓慢加入到烧瓶中；S3：烧瓶在冰水浴中通过磁力搅拌15min后移至温水浴中，并在氩气保护下继续搅拌反应9～12h，形成固体；S4：将固化后的材料放入瓷舟中移入石英管内，利用管式炉对其进行热解，在900℃恒温3h；S5：在热解反应结束后，在氩气保护下自然冷却至室温，将材料移至烧杯中；S6：在烧杯内分批缓慢的加入300ml的去离子水，并再次进行加热搅拌15min后将混合物冷却至室温；S7：在烧杯中加入10～13ml30％的双氧水，搅拌20～23min，并静置2h；S8：将步骤S7中悬浮液经过离心处理，并弃上清液，将沉淀物分散于分散溶液中，并再次进行离心10min，弃上清液；S9：将步骤S8中得到的沉淀物分散至200ml0.5N的盐酸溶液中，在9500rpm下离心10min...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞雪，张叶臻，杨妍，邢小静，刘光印，刘小娣，
申请(专利权)人：南阳师范学院，
类型：发明
国别省市：河南,41