一种新型电池负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于电化学材料领域，公开了一种新型电池负极材料，该负极材料的制备方法包括如下，步骤1）球磨，步骤2）制备改性石墨粉，步骤3）制备改性硅藻土，步骤4）配制聚偏氟乙烯溶液，步骤5）混料搅拌以及步骤6）涂布烧结。本发明专利技术电池负极材料的制备工艺简单，原料成本低廉，克服了现有技术中硅基复合材料的缺陷，具备充放电效率高、循环性能好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学材料领域，公开了。
技术介绍
负极指电源中电位(电势)较低的一端。在原电池中，是指起氧化作用的电极，电池反应中写在左边。从物理角度来看，是电路中电子流出的一极。而负极材料，则是指电池中构成负极的原料，目前常见的负极材料有碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料和纳米级负极材料。 锂电池目前最重要的电池之一，其是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的专利技术家爱迪生，使用以下反应:[1+1=02=111:102,利用氧化还原反应进行放电。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。锂离子电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。锂离子电池能否成功地制成，关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子的负极材料。一般来说，选择一种好的负极材料应遵循以下原则:比能量高；相对锂电极的电极电位低；充放电反应可逆性好；与电解液和粘结剂的兼容性好；比表面积小((1002/8),真密度高 02.0^/01113)；嵌锂过程中尺寸和机械稳定性好；资源丰富，价格低廉；在空气中稳定、无毒副作用。目前，已实际用于锂离子电池的负极材料一般都是碳素材料，如石墨、软碳(如焦炭等)、硬碳等。 目前，正在探索的负极材料有氮化物、？八3、锡基氧化物、锡合金、纳米负极材料，以及其他的一些金属间化合物等。但是大多数新复合材料均处于摸索试验阶段，其中，硅基材料作为另外一种重要的非碳类负极材料也为各国学者所重视，这类材料理论比容量极高，但循环性能较差；锡基氧化物以及各种锡基合金材料得到广泛的研究，锡基材料理论比容量较碳材料高，但循环过程中往往由于较大的体积变化引起材料失效。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足之处，提供一种一种电池负极材料及其制备方法，该电池负极材料的制备工艺简单，原料成本低廉，克服了现有技术中硅基复合材料的缺陷，具备充放电效率高、循环性能好等优点。 本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的:一种电池负极材料，其特征在于，所述负极材料的制备方法包括如下步骤:步骤1)球磨，步骤2)制备改性石墨粉，步骤3)制备改性硅藻土，步骤4)配制聚偏氟乙烯溶液，步骤5)混料搅拌以及步骤6)涂布烧结。 优选地，上述制备方法具体包括: 球磨:将球磨罐排空气体，并充入惰性气体，将石英砂、锰粉和镍粉按照5:2:1的重量比依次投入到球磨罐中，球磨至粉末的粒径为500目，停止球磨，得到物料八； 制备改性石墨粉:将球磨罐排空气体，并充入氩气，将石墨投入到球磨罐中，球磨至粉末的粒径为1000目，停止球磨，得到石墨粉；将所得石墨粉置于反应器中，添加与石墨粉相同重量的质量分数为25%的甲醛溶液，搅拌均匀，静置6小时，然后烘干得到改性石墨粉；制备改性娃藻土:先用5% 01/^0盐酸浸泡娃藻土 10111111，以没过娃藻土为准,500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为500目的粉末，即得改性硅藻土 ；配制聚偏氟乙烯溶液:二甲基乙酰胺为溶剂，将聚偏氟乙烯配置成固含量为18%的聚偏氟乙烯溶液；混料搅拌:将物料八、改性石墨粉、改性硅藻土以及聚偏氟乙烯溶液按照10-15:3-4:1-2:4-5的重量比混合，300转加化搅拌5分钟，得到物料8，涂布烧结:将物料8涂布到涂布于圆铜片上，在50-551下放置10-12小时，然后置于101的水中进行冷却，取出，1001下烘干后进行裁剪，最后在氩气保护气氛下650-700 V烧结2-2.5小时，即得。 本专利技术还公开了上述制备电极负极材料的制备方法。 本专利技术取得的有益效果主要包括:本专利技术对复合材料进行了合理配伍，对部分原料进行了改性，改变了原材料的微观结构；本专利技术制备的电池负极材料的制备工艺简单，原料成本低廉，克服了现有技术中硅基复合材料的缺陷，具备充放电效率高、循环性能好以及安全性好等优点。 【具体实施方式】 为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本专利技术进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。 实施例1一种锂电池负极材料，其特征在于，所述负极材料的制备方法包括如下步骤:球磨:将球磨罐排空气体，并充入氩气，将石英砂、锰粉和镍粉按照5:2:1的重量比依次投入到球磨罐中，球磨至粉末的粒径为500目，停止球磨，得到物料八； 制备改性石墨粉:将球磨罐排空气体，并充入氩气，将石墨投入到球磨罐中，球磨制粉末的粒径为1000目，停止球磨，得到石墨粉；将所得石墨粉置于反应器中，添加与石墨粉相同重量的质量分数为25%的甲醛溶液，搅拌均匀，静置6小时，然后烘干得到改性石墨粉；制备改性娃藻土:先用5% 01/^0盐酸浸泡娃藻土 10111111，以没过娃藻土为准,500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为500目的粉末，即得改性硅藻土 ；配制聚偏氟乙烯溶液:二甲基乙酰胺为溶剂，以聚偏氟乙烯为溶质，将聚偏氟乙烯配置成溶质质量分数为18%的聚偏氟乙烯溶液；混料搅拌:将物料八、改性石墨粉、改性硅藻土以及聚偏氟乙烯溶液按照10:3:1:4的重量比混合，300转加111搅拌5分钟，得到物料8， 涂布烧结:将物料8涂布到涂布于圆铜片上，在501下放置10小时，然后置于101的水中进行冷却，取出，1001下烘干后进行裁剪，最后在氩气保护气氛下6501烧结2.5小时，即得。 采用新威电池测试系统对材料进行恒流充放电循环性能测试，充放电电流密度为0.111^/01112.电压范围为0.2-1.11+/11)；经检测，首次可逆容量为867 —11/8，充放电效率可达78% ；第10次可逆容量可保持631—11/8，充放电效率为67%，第40次可逆容量可保持349-1^/8,充放电效率为51%。 实施例2一种锂电池负极材料，其特征在于，所述负极材料的制备方法包括如下步骤:球磨:将球磨罐排空气体，并充入惰性气体，将石英砂、锰粉和镍粉按照5:2:1的重量比依次投入到球磨罐中，球磨至粉末的粒径为500目，停止球磨，得到物料八；制备改性石墨粉:将球磨罐排空气体，并充入惰性气体，将石墨投入到球磨罐中，球磨制粉末的粒径为1000目，停止球磨，得到石墨粉；将所得石墨粉置于反应器中，添加与石墨粉相同重量的质量分数为25%的甲醛溶液，搅拌均匀，静置6小时，然后烘干得到改性石墨粉；制备改性娃藻土:先用5%盐酸浸泡娃藻土 10111111，以没过娃藻土为准,500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为500目的粉末，即得改性硅藻土 ；配制聚偏氟乙烯溶液:二甲基乙酰胺为溶剂，将聚偏氟乙烯配置成固含量为18%的聚偏氟乙烯溶液；混料搅拌:将物料八、改性石墨粉、改性硅藻土以及聚偏氟乙烯溶液按照15:4:2:5的重量比混合，300转加111搅拌5分钟，得到物料8，涂布烧结:将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型电池负极材料，其特征在于，所述负极材料的制备方法包括如下步骤：步骤1）球磨，步骤2）制备改性石墨粉，步骤3）制备改性硅藻土，步骤4）配制聚偏氟乙烯溶液，步骤5）混料搅拌以及步骤6）涂布烧结。

【技术特征摘要】
1.一种新型电池负极材料，其特征在于，所述负极材料的制备方法包括如下步骤: 步骤I)球磨，步骤2)制备改性石墨粉，步骤3)制备改性硅藻土，步骤4)配制聚偏氟乙烯溶液，步骤5)混料搅拌以及步骤6)涂布烧结。2.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料的制备方法包括如下步骤: 球磨:将球磨罐排空气体，并充入惰性气体，将石英砂、锰粉和镍粉按照5:2:1的重量比依次投入到球磨罐中，球磨至粉末的粒径为500目，停止球磨，得到物料A ; 制备改性石墨粉:将球磨罐排空气体，并充入惰性气体，将石墨投入到球磨罐中，球磨至粉末的粒径为1000目，停止球磨，得到石墨粉；将所得石墨粉置于反应器中，添加与石墨粉相同重量的质量分数为25%的甲醛溶液，搅拌均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬彬，刘幸幸，王东阳，刘学昊，孙瀚之，刘靖然，夏晓聪，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山东省电力公司临沂供电公司，莒南县供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11