一种锂电池用的负极活性材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池用的负极活性材料及其制备方法，其材料由纳米多孔碳气凝胶、结晶碳、超导碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯、含锂合金和无定形碳组成，其配料百分比为：纳米多孔碳气凝胶5％～10％；结晶碳40％～60％；超导碳黑3％～8％；粘结剂聚偏氟乙烯5％～10％；含锂合金15％～20％；无定形碳7％～12％，纳米多孔碳气凝胶是以间苯二酚和甲醛为前驱体反应物，硅酸钠溶液为催化剂。本发明专利技术的负极活性材料由纳米多孔碳气凝胶、结晶碳、超导碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯、含锂合金和无定形碳组成，可提高负极活性材料整体的强度以及热导率，同时其制备方法简单，所需工具易得，降低了负极活性材料的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用的负极活性材料及其制备方法
本专利技术涉及锂电池
，具体为一种锂电池用的负极活性材料及其制备方法。
技术介绍
电子信息时代对移动电源的需求快速增长，由于锂离子电池具有高电压、高容量以及循环寿命长、安全性能好等特点，使其在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面具有广阔的应用前景，成为近几年广为关注的研究热点，虽然使用碳电极的小型可充电锂离子电池已经商业化，并得到广泛应用，但是，如何进一步提高比能量、比功率(放电电流)、循环寿命、降低成本等问题仍然丞待解决，而最近全球环保宣言要求高能量、高功率、高安全性的长寿命锂离子电池在不久的将来更多地应用于大型蓄电池及电动汽车等领域，这无疑对锂离子电极材料提出了更高要求，而锂离子电池性能强烈地依赖于电极材料，特别是负极材料，但现有的负极材料其整体强度以及热导率低，降低了其使用寿命，为此，我们提出一种锂电池用的负极活性材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂电池用的负极活性材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种锂电池用的负极活性材料，其材料由纳米多孔碳气凝胶、结晶碳、超导碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯、含锂合金和无定形碳组成，其配料百分比为：纳米多孔碳气凝胶5％～10％；结晶碳40％～60％；超导碳黑3％～8％；粘结剂聚偏氟乙烯5％～10％；含锂合金15％～20％；无定形碳7％～12％。优选的，所述纳米多孔碳气凝胶是以间苯二酚和甲醛为前驱体反应物，硅酸钠溶液为催化剂，经温度处理、溶剂替换、常压干燥、高温炭化、气体活化而制得，且纳米多孔碳气凝胶的孔径为100～200nm，比表面积为2000～3500m2/g，电阻率小于或等于0.2Ω·cm。优选的，所述含锂合金为含双相α+β的镁锂合金，且含双相α+β的镁锂合金由Li、Cu、In、Mo、Zr、Fe、Al和Mg，其重量百分比计合金的组成为：Li：7.0～10.0wt.％；Cu：1.0～2.0wt.％；In：1.0～3.0wt.％；Mo：0.2～0.4wt.％；Zr：0.25～0.35wt.％；Fe：0.22～0.35wt.％；Al：0.25～0.42wt.％；Mg余量。优选的，所述含锂合金为含双相α+β的镁锂合金其制备方法为：将Li、Cu、In、Mo、Zr、Fe、Al和Mg加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚，感应加热到800～900℃形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌8～12min左右，然后将合金液体在700～750℃保温静置8min后浇铸到水玻璃或者石墨模具内进行铸造成型。优选的，其制备方法包括以下步骤：A、将配方量的纳米多孔碳气凝胶、结晶碳、超导碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯和无定形碳使用研磨装置研磨成粉末；B、将研磨后的混合料经过60钼的筛网进行筛选，并将不合格的原料重新放置在研磨装置内进行二次研磨，直至其合格为止；C、将合格的混合料放入搅拌机内，并加入甲苯环己酮混合搅拌20～40min；D、将混合液均匀涂抹在含锂合金上，干燥后即得到锂电池负电极。优选的，所述研磨装置包括壳体，壳体内腔的上端活动安装有第一转轴，且第一转轴的外表面固定连接有粉碎齿，壳体内腔的中端固定连接有隔板，且隔板顶部的左右两端均嵌设有加热板，隔板内表面的中端开设有第一出料口，且第一出料口的底部活动安装有电磁阀，壳体内腔的下端活动安装有第二转轴，且第二转轴的外表面固定连接有研磨辊，壳体顶部的右端固定安装有电机，且电机的输出轴通过皮带与第一转轴传动连接，第一转轴通过皮带与第二转轴传动连接。优选的，所述壳体顶部的左端开设有进料口，且进料口顶部的右端通过合页活动连接有盖板，壳体左侧的上端固定连接有控制器，且控制器的外表面从后向前依次固定连接有电机开关、电磁阀开关和温度调节旋钮，壳体左侧的底部开设有第二出料口，且第二出料口的内腔插接有卡板。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术的负极活性材料由纳米多孔碳气凝胶、结晶碳、超导碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯、含锂合金和无定形碳组成，可提高负极活性材料整体的强度以及热导率，同时其制备方法简单，所需工具易得，降低了负极活性材料的生产成本。附图说明图1为本专利技术配料表格示意图；图2为本专利技术研磨装置结构示意图；图3为本专利技术研磨装置控制器结构示意图；图4为本专利技术研磨装置工作原理示意图。图中：1壳体、2进料口、3控制器、31电机开关、32电磁阀开关、33温度调节旋钮、4第一转轴、5加热板、6电磁阀、7研磨辊、8第二出料口、9第二转轴、10第一出料口、11隔板、12粉碎齿、13电机。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1-4，一种锂电池用的负极活性材料，其材料由纳米多孔碳气凝胶、结晶碳、超导碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯、含锂合金和无定形碳组成，其配料百分比为：纳米多孔碳气凝胶5％～10％；结晶碳40％～60％；超导碳黑3％～8％；粘结剂聚偏氟乙烯5％～10％；含锂合金15％～20％；无定形碳7％～12％。纳米多孔碳气凝胶是以间苯二酚和甲醛为前驱体反应物，硅酸钠溶液为催化剂，经温度处理、溶剂替换、常压干燥、高温炭化、气体活化而制得，且纳米多孔碳气凝胶的孔径为100～200nm，比表面积为2000～3500m2/g，电阻率小于或等于0.2Ω·cm。含锂合金为含双相α+β的镁锂合金，且含双相α+β的镁锂合金由Li、Cu、In、Mo、Zr、Fe、Al和Mg，其重量百分比计合金的组成为：Li：7.0～10.0wt.％；Cu：1.0～2.0wt.％；In：1.0～3.0wt.％；Mo：0.2～0.4wt.％；Zr：0.25～0.35wt.％；Fe：0.22～0.35wt.％；Al：0.25～0.42wt.％；Mg余量。含锂合金为含双相α+β的镁锂合金其制备方法为：将Li、Cu、In、Mo、Zr、Fe、Al和Mg加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚，感应加热到800～900℃形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌8～12min左右，然后将合金液体在700～750℃保温静置8min后浇铸到水玻璃或者石墨模具内进行铸造成型。其制备方法包括以下步骤：A、将配方量的纳米多孔碳气凝胶、结晶碳、超导碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯和无定形碳使用研磨装置研磨成粉末；B、将研磨后的混合料经过60钼的筛网进行筛选，并将不合格的原料重新放置在研磨装置内进行二次研磨，直至其合格为止；C、将合格的混合料放入搅拌机内，并加入甲苯环己酮混合搅拌20～40min；D、将混合液均匀涂抹在含锂合金上，干燥后即得到锂电池负电极。研磨装置包括壳体1，壳体1内腔的上端活动安装有第一转轴4，且第一转轴4的外表面固定连接有粉碎齿12，壳体1内腔的中端固定连接有隔板11，且隔板11顶部的左右两端均嵌设有加热板5，隔板11内表面的中端开设有第一出料口10，且第一出料口10的底部活动安装有电磁阀6，壳体1内腔的下端活动安装有第二转轴9，且第二转轴9的外表面固定连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池用的负极活性材料，其特征在于：其材料由纳米多孔碳气凝胶、结晶碳、超导碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯、含锂合金和无定形碳组成，其配料百分比为：纳米多孔碳气凝胶5％～10％；结晶碳40％～60％；超导碳黑3％～8％；粘结剂聚偏氟乙烯5％～10％；含锂合金15％～20％；无定形碳7％～12％。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用的负极活性材料，其特征在于：其材料由纳米多孔碳气凝胶、结晶碳、超导碳黑、粘结剂聚偏氟乙烯、含锂合金和无定形碳组成，其配料百分比为：纳米多孔碳气凝胶5％～10％；结晶碳40％～60％；超导碳黑3％～8％；粘结剂聚偏氟乙烯5％～10％；含锂合金15％～20％；无定形碳7％～12％。2.根据权利要求1所述的一种锂电池用的负极活性材料，其特征在于：所述纳米多孔碳气凝胶是以间苯二酚和甲醛为前驱体反应物，硅酸钠溶液为催化剂，经温度处理、溶剂替换、常压干燥、高温炭化、气体活化而制得，且纳米多孔碳气凝胶的孔径为100～200nm，比表面积为2000～3500m2/g，电阻率小于或等于0.2Ω·cm。3.根据权利要求1所述的一种锂电池用的负极活性材料，其特征在于：所述含锂合金为含双相α+β的镁锂合金，且含双相α+β的镁锂合金由Li、Cu、In、Mo、Zr、Fe、Al和Mg，其重量百分比计合金的组成为：Li：7.0～10.0wt.％；Cu：1.0～2.0wt.％；In：1.0～3.0wt.％；Mo：0.2～0.4wt.％；Zr：0.25～0.35wt.％；Fe：0.22～0.35wt.％；Al：0.25～0.42wt.％；Mg余量。4.根据权利要求3所述的一种锂电池用的负极活性材料，其特征在于：含锂合金为含双相α+β的镁锂合金其制备方法为：将Li、Cu、In、Mo、Zr、Fe、Al和Mg加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚，感应加热到800～900℃形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌8～12min左右，然后将合金液体在700～750℃保温静置8min后浇铸到水玻璃或者石墨模具内进行铸造成型。5.根据权利要求1至4任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁少霞，
申请(专利权)人：黄媛容，
类型：发明
国别省市：广东,44