本发明专利技术公开了一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料及其制备方法，所述锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的组分为：石墨烯30‑40份、碳纤维28‑44份、五氧化二磷8‑12份、纳米硅粉2‑4份、纳米二氧化钛2‑4份。所制备的锂离子电池具有优异的循环性能，常温下1C充放循环1500次容量保持在90％以上；6C倍率下放电是1C容量的94％以上；3C/10V过充测试电池不起火不爆炸；高温循环优异，60℃下1C充放循环1000次容量保持在80％以上；具有良好的安全性能，针刺、挤压、过充、过放等测试不爆炸、不起火。
A graphite nano composite anode material for lithium ion battery and its preparation method
The invention discloses a preparation method of a lithium ion battery using graphene nano composite anode material and its preparation, wherein the lithium ion battery graphene nano composite cathode materials, according to the weight of the group is divided into 30 parts, 40 graphene carbon fiber 28 44 copies, 12 copies, 8 pentoxide nanometer silica fume 2 4 copies, 4 copies of the 2 nanometer titanium dioxide. The lithium ion battery and its making the excellent cycle performance at room temperature 1C after 1500 cycles the discharge capacity remained above 90%; the 6C rate is above 1C capacity of 94% 3C/10V; overcharge test battery no fire no explosion; high temperature cycle is excellent, at 60 1C after 1000 cycles the capacity retention in more than 80%; with good safety performance, acupuncture, extrusion, overcharge and overdischarge test no explosion, no fire.
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料及其制备方法
本专利技术涉及一种电池
，具体是一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池由于其能量密度高、循环性能好，得到了广泛的应用，在很多领域逐渐取代了传统的铅酸电池等化学电源。特别是随着能源与环境问题的日益凸显，新能源产业得到了越来越多的重视。混合动力汽车和电动汽车行业发展迅速，锂离子电池作为其中重要的储能装置被广泛应用。目前商用的锂离子电池负极材料以石墨为主，由于石墨成本低来源广泛，适于商品化，但是其容量较低，理论容量仅为372mAh/g，在需要高能量输出的领域的应用受到限制。相比石墨化碳材料，锂合金负极材料及金属氧化物材料(SnOx，TiO2，CoO等)等具有较大的理论比容量。但这类负极材料在和锂发生合金化/去合金化过程中，金属基体无论是结构上还是体积上都可能发生较大的变化，同时，与体积变化相关的机械压力可造成其机械稳定性迅速衰减，使电极产生裂缝和脆性，从而导致离子间失去电接触，并最终导致其循环性能快速下降。因此，高容量的锂合金及金属氧化物负极材料仍然难以得到实际应用。综上，氧化物材料的使用一定程度上可提高材料的储锂比容量；而相对氧化物负极材料，石墨碳材料独特的结构、优良的导电性及重量轻等优点，使其可以作为良好的载体，从而缓解金属氧化物负极在储锂过程中的大体积膨胀，并增强金属氧化物负极的循环可逆储锂能力。因此，如果把循环性能良好的石墨碳材料和比容量大的金属氧化物材料结合起来，发挥各自的优势，有望显著提高材料的储锂性能，对于拓展其应用具有深远的意义。
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用石墨烯纳米复合负极材料及其制备方法，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：一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨烯30-40份、碳纤维28-44份、五氧化二磷8-12份、纳米硅粉2-4份、纳米二氧化钛2-4份。作为本专利技术进一步的方案：所述锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨烯33-38份、碳纤维32-40份、五氧化二磷8-12份、纳米硅粉2-4份、纳米二氧化钛2-4份。作为本专利技术进一步的方案：所述锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨烯35份、碳纤维34份、五氧化二磷10份、纳米硅粉3份、纳米二氧化钛3份。作为本专利技术进一步的方案：所述石墨烯的目数为1200目。作为本专利技术进一步的方案：所述五氧化二磷的目数为400目。一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料的制备方法，具体步骤为：(1)首先，将石墨烯与碳纤维进行充分搅拌，随后使用微波加热处理，微波加热时间为10-20min，微波加热温度为65-85℃，接着，使用乙醇进行反复冲洗沉淀，制得半成品；(2)最后，将半成品与五氧化二磷、纳米硅粉、纳米二氧化钛在氮气保护下进行高温石墨化处理，处理温度为1200-1400℃，处理时间为2-3h，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。作为本专利技术进一步的方案：步骤(1)中微波加热时间为15min，微波加热温度为78℃。作为本专利技术进一步的方案：步骤(2)中处理温度为1300℃，处理时间为2.5h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：所制备的锂离子电池具有优异的循环性能，常温下1C充放循环1500次容量保持在90％以上；6C倍率下放电是1C容量的94％以上；3C/10V过充测试电池不起火不爆炸；高温循环优异，60℃下1C充放循环1000次容量保持在80％以上；具有良好的安全性能，针刺、挤压、过充、过放等测试不爆炸、不起火。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，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。实施例1一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨烯30份、碳纤维28份、五氧化二磷8份、纳米硅粉2份、纳米二氧化钛2份；所述石墨烯的目数为1200目；所述五氧化二磷的目数为400目。一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料的制备方法，具体步骤为：(1)首先，将石墨烯与碳纤维进行充分搅拌，随后使用微波加热处理，微波加热时间为10min，微波加热温度为65℃，接着，使用乙醇进行反复冲洗沉淀，制得半成品；(2)最后，将半成品与五氧化二磷、纳米硅粉、纳米二氧化钛在氮气保护下进行高温石墨化处理，处理温度为1200℃，处理时间为2h，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。实施例2一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨烯33份、碳纤维32份、五氧化二磷8份、纳米硅粉2份、纳米二氧化钛2份；所述石墨烯的目数为1200目；所述五氧化二磷的目数为400目。一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料的制备方法，具体步骤为：(1)首先，将石墨烯与碳纤维进行充分搅拌，随后使用微波加热处理，微波加热时间为10min，微波加热温度为65℃，接着，使用乙醇进行反复冲洗沉淀，制得半成品；(2)最后，将半成品与五氧化二磷、纳米硅粉、纳米二氧化钛在氮气保护下进行高温石墨化处理，处理温度为1200℃，处理时间为2h，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。实施例3一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨烯35份、碳纤维34份、五氧化二磷10份、纳米硅粉3份、纳米二氧化钛3份；所述石墨烯的目数为1200目；所述五氧化二磷的目数为400目。一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料的制备方法，具体步骤为：(1)首先，将石墨烯与碳纤维进行充分搅拌，随后使用微波加热处理，微波加热时间为15min，微波加热温度为78℃，接着，使用乙醇进行反复冲洗沉淀，制得半成品；(2)最后，将半成品与五氧化二磷、纳米硅粉、纳米二氧化钛在氮气保护下进行高温石墨化处理，处理温度为1300℃，处理时间为2.5h，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。实施例4一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨烯38份、碳纤维40份、五氧化二磷12份、纳米硅粉4份、纳米二氧化钛4份；所述石墨烯的目数为1200目；所述五氧化二磷的目数为400目。一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料的制备方法，具体步骤为：(1)首先，将石墨烯与碳纤维进行充分搅拌，随后使用微波加热处理，微波加热时间为20min，微波加热温度为85℃，接着，使用乙醇进行反复冲洗沉淀，制得半成品；(2)最后，将半成品与五氧化二磷、纳米硅粉、纳米二氧化钛在氮气保护下进行高温石墨化处理，处理温度为1400℃，处理时间为3h，随后置于4℃温度下真空冷冻干燥，即得。实施例5一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨烯40份、碳纤维44份、五氧化二磷12份、纳米硅粉4份、纳米二氧化钛4份；所述石墨烯的目数为1200目；所述五氧化二磷的目数为400目。一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料的制备方法，具体步骤为：(1)首先，将石墨烯与碳纤维进行充分搅拌，随后使本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，其特征在于，按照重量份的主要原料为：石墨烯30‑40份、碳纤维28‑44份、五氧化二磷8‑12份、纳米硅粉2‑4份、纳米二氧化钛2‑4份。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，其特征在于，按照重量份的主要原料为：石墨烯30-40份、碳纤维28-44份、五氧化二磷8-12份、纳米硅粉2-4份、纳米二氧化钛2-4份。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，其特征在于，所述锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨烯33-38份、碳纤维32-40份、五氧化二磷8-12份、纳米硅粉2-4份、纳米二氧化钛2-4份。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，其特征在于，所述锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，按照重量份的主要原料为：石墨烯35份、碳纤维34份、五氧化二磷10份、纳米硅粉3份、纳米二氧化钛3份。4.根据权利要求3所述的锂离子电池用石墨烯纳米复合负极材料，其特征在于，所述石墨烯的目数为1200目。5.根据权利要求4所述的锂离子电池用石墨烯纳米...
【专利技术属性】
技术研发人员：李虹，娄文君，乔永民，沈龙，
申请(专利权)人：上海杉杉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
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