【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池负极材料
,具体涉及一种石墨烯基复合负极材料的制备方法及制得的负极材料和锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池作为一种工艺成熟的电化学电源体系已经应用于人们日常生活的各个方面,但其性能仍然难以满足应用中的各种需求。当前应用最广泛、性能最佳的锂离子电池负极材料当属石墨类材料,其具有良好的层状结构、平稳的放电平台、脱嵌锂过程中较小的体积变化及无电压滞后现象。但从另一个角度来看,石墨类负极材料具有容量上限值,难以突破;与电解液的相容性欠佳,导致电池循环稳定性较差;且大电流充放电性能差,倍率性能有待提升。所以,研发人员针对石墨作为锂离子电池负极材料进行了几十年的改性研究,比较成功的改性方法如进行表面氧化或卤化,表面包覆无定形碳、金属及其氧化物、聚合物等,或者掺杂金属或非金属元素,还可以在石墨中引入少量特殊性能的其他组分构成复合材料,从而改变石墨负极的综合性能。石墨烯是石墨的单层结构,可以由石墨进行液相氧化,加热膨胀,再机械剥离、还原而得到,具有高导电性、高导热性、高机械强度和柔韧性、高稳定性等特征,所以石墨烯与石墨的复合表现出各种优异的性能。该复合材料用作锂离子电池负极材料表现出导电性增强,提升电池功率特性;储锂容量增加,电池能量密度提升;循环稳定性增强,电池寿命延长等。但是,纯相石墨烯材料生产成本高,且石墨烯片比表面积大,很难独立存在,容易团聚,难以在石墨相中均匀分散,所以选择 ...
【技术保护点】
一种石墨烯基复合负极材料的制备方法,包括如下步骤:(1)将石墨原料和氧化石墨均匀混合,得到混合物料;(2)向所述混合物料中加入粘结剂进行混捏,得到混捏物料;(3)对所述混捏物料进行轧片,得到片状物料;(4)对所述片状物料进行粉碎处理,得到粉体物料;(5)对所述粉体物料进行压型,得到压型品;(6)在保护性气氛下对所述压型品进行石墨化处理,得到石墨烯基复合负极材料。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基复合负极材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将石墨原料和氧化石墨均匀混合,得到混合物料;
(2)向所述混合物料中加入粘结剂进行混捏,得到混捏物料;
(3)对所述混捏物料进行轧片,得到片状物料;
(4)对所述片状物料进行粉碎处理,得到粉体物料;
(5)对所述粉体物料进行压型,得到压型品;
(6)在保护性气氛下对所述压型品进行石墨化处理,得到石墨烯基复合负
极材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中石墨
原料为天然石墨和人造石墨前驱体中的1种或至少2种的组合;
优选地,所述天然石墨为鳞片石墨和/或微晶石墨;
优选地,所述人造石墨前驱体为针状焦未石墨化产品、石油焦未石墨化产
品和碳微球未石墨化产品中的1种或至少2种的组合;
优选地,所述石墨原料的纯度为90%(重量)以上;
优选地,所述氧化石墨为所述混合物料重量的0.1%~40.0%;
优选地,所述混合的时间为3~180min;
优选地,所述混合采用的设备为V型混合机、槽型混合机、滚筒混合机、
锥形双螺旋混合机或双重圆锥混合机。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中
粘结剂为沥青、树脂、高分子材料和聚合物中的1种或至少2种的组合,优选
为煤沥青、石油沥青、天然沥青、中间相沥青、树脂、高分子材料和聚合物中
的1种或至少2种的组合;
优选地,所述粘结剂为所述混捏物料重量的5.0%~40.0%;
优选地,所述混捏在50~200℃温度范围内进行;
优选地,所述混捏的时间为1~10h。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)
中轧片采用双辊开炼机;
优选地,所述轧片在20~300℃温度范围内进行;
优选地,所述双辊开炼机的双辊转速比为1:1.1~1:2,辊轴间隙为0.5~5mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)
中粉碎处理采用涡轮式粉碎机、气流涡旋微粉机、超级旋风涡流磨、风选粉碎
机或双棍粉碎机;
优选地,所述粉体物料的平均粒度为5.0~30.0μm。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:岳敏,闫慧青,吴敦勇,李子坤,
申请(专利权)人:深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司,惠州市贝特瑞新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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