一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料其制备方法技术

本发明专利技术提供一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料其制备方法，涉及锂电池负极材料技术领域。本发明专利技术珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下原料：镍盐、蒙脱石、改性石墨烯、乙炔黑、膨胀剂、去离子水。本发明专利技术通过添加蒙脱石、改性石墨烯、乙炔黑，制备了珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，该负极材料在电池循环期间锂离子的反复嵌入与脱出过程中不易出现“粉化“和”团聚”现象，提高了氧化锡的电化学性能，循环稳定性好，从而促进该负极材料在锂离子电池中的广泛应用。

Pearl cotton like tin oxide lithium battery anode material and its preparation method

The invention provides a pearl cotton like tin oxide lithium battery anode material and a preparation method thereof, relating to the lithium battery anode material technology field. The anode material of pearl cotton like tin oxide lithium battery comprises the following raw materials: nickel salt, montmorillonite, modified graphene, acetylene black, expansion agent and deionized water. By adding montmorillonite, modified graphene and acetylene black, the anode material of pearl cotton like lithium oxide lithium battery is prepared. The anode material is not easy to \powder\ and \reunite\ during the process of repeated insertion and removal of lithium ion during the cycle of battery cycle, which improves the electrochemical performance and cyclic stability of the tin oxide. Good, thus promoting the wide application of the negative electrode material in lithium ion battery.

【技术实现步骤摘要】
一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料其制备方法
本专利技术涉及锂电池负极材料
，特别是涉及一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料其制备方法。
技术介绍
随着经济的高速发展，人类面临着能源危机和环境污染的严峻挑战，世界各国都不断寻求更加清洁环保的绿色能源，锂离子电池由于其能量密度高，循环性能好，自其商品化以来已经得到了广泛的应用，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。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液构成，其中能否制备能量密度高、功率密度高、循环寿命长、成本低的负极材料是该研究方向最具活力的分支之一，也是制约锂离子电池能否继续向混合动力汽车、航天航空等高科技领域发展的决定因素。锂电池的正极材料研究相对较多，无论从材料种类的选择还是改性，都达到了较高的水平。随着正极材料的发展，特别是在动力电池中的应用，现有以碳为主的负极材料越来越不适应发展的需要。负极材料作为储锂的主体，其容量和稳定性是影响性能的关键。目前商业化的锂电池基本采用石墨碳材料作为负极材料，石墨的理论容量仅为372mAhg-1，由于石墨材料自身的结构和性质的制约，其循环性能、倍率性能和功率低已经限制其进一步应用。因此，开发比容量较高、循环性能较好及成本较低的非碳负极材料，已经引起业界的关注。其中，氧化镍作为负极材料具有高理论比容量，价格低廉，已成为研究热点之一。氧化锡因为具有高比容量(理论充放电容量为790mAh/g)、低嵌锂电势、安全性能好等优点而倍受关注，而且氧化锡资源丰富，价格便宜，对环境污染小，有望替代碳材料成为新型锂电池负极材料，曾被认为是碳负极材料最有希望的代替物，它也存在一些缺点，如首次充放电过程中体积膨胀高达50%以上，循环期间锂离子的反复嵌入与脱出过程中易出现“粉化“和”团聚”现象，这些都导致氧化锡的电化学性能迅速下降，循环稳定性较差，从而限制了它在锂离子电池中的广泛应用。因此，研制一种电化学性能好，循环稳定的氧化锡锂电池负极材料尤为重要，将会对现有锂离子电池的发展起到重要的推动作用。
技术实现思路
针对现有技术中氧化锡锂电池负极材料电化学性能迅速下降，循环稳定性较差的技术问题，为解决上述问题，本专利技术提供一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料其制备方法。本专利技术采用以下技术方案：一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，所述珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐20-40份、蒙脱石20-40份、改性石墨烯20-35份、乙炔黑15-30份、膨胀剂3-9份、去离子水20-50份。优选的，所述珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐25-35份、蒙脱石25-35份、改性石墨烯25-30份、乙炔黑18-26份、膨胀剂5-7份、去离子水30-40份。优选的，所述珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐30份、蒙脱石30份、改性石墨烯28份、乙炔黑23份、膨胀剂6份、去离子水35份。优选的，所述改性石墨烯的改性方法为：将石墨烯与占石墨烯质量7-12%的氧化镍混合均匀，放入氮气气氛下的碳化炉中，将碳化炉以2℃/min的升温速率升温至500-800℃，保温3-5h，在该温度下保持6小时，冷却只室温，改性石墨烯。优选的，所述镍盐为硝酸镍、六水硝酸镍、氯化镍、硫酸镍中的一种。优选的，所述膨胀剂由质量比为0.5-0.9:2:2.1:1.5:1的硫酸钡、硫酸锶、腐植酸、木素磺酸钠和合成鞣剂混合而成。一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、按照重量份称取各个原料；S2、将镍盐和蒙脱石溶解在去离子水中，在磁力搅拌器上以60-80r/min的转述搅拌1-2h后，加入改性石墨烯、乙炔黑、膨胀剂，继续搅拌1-2h，搅拌结束后，在干燥箱中干燥10-13h，得到前驱体；S3、将步骤S2制得的前驱体置于500-550℃管式炉中煅烧3-5h，自然冷却，即可。优选的，步骤S2所述干燥箱的温度为100-110℃。优选的，步骤S2所述管式炉的温度为530℃。本专利技术一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料其制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：本专利技术通过添加蒙脱石、改性石墨烯、乙炔黑，制备了珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，该负极材料在电池循环期间锂离子的反复嵌入与脱出过程中不易出现“粉化“和”团聚”现象，提高了氧化锡的电化学性能，循环稳定性好，从而促进该负极材料在锂离子电池中的广泛应用。本专利技术珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，通过添加石墨烯和乙炔黑，能够在电极中形成导电的网络，使电池寿命增加，采用硫酸钡、硫酸锶、腐植酸、木素磺酸钠和合成鞣剂为原料，严格控制用量比混合制成的膨胀剂，能够有效的抑制负极板活性物质的收缩，避免了负极板的钝化和收缩，所得负极活性物质弹塑性好,易于填涂，能够有效的改善电极容量和降低自放电。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1本实施例珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐20份、蒙脱石20份、改性石墨烯20份、乙炔黑15份、膨胀剂3份、去离子水20份。其中，改性石墨烯的改性方法为：将石墨烯与占石墨烯质量7%的氧化镍混合均匀，放入氮气气氛下的碳化炉中，将碳化炉以2℃/min的升温速率升温至500℃，保温3h，在该温度下保持6小时，冷却只室温，改性石墨烯；镍盐为硝酸镍；膨胀剂由质量比为0.5-0.9:2:2.1:1.5:1的硫酸钡、硫酸锶、腐植酸、木素磺酸钠和合成鞣剂混合而成；本实施例珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、按照重量份称取各个原料；S2、将镍盐和蒙脱石溶解在去离子水中，在磁力搅拌器上以60r/min的转述搅拌1h后，加入改性石墨烯、乙炔黑、膨胀剂，继续搅拌1h，搅拌结束后，在温度为105℃干燥箱中干燥10h，得到前驱体；S3、将步骤S2制得的前驱体置于500℃管式炉中煅烧3h，自然冷却，即可。实施例2本实施例珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐40份、蒙脱石40份、改性石墨烯35份、乙炔黑30份、膨胀剂9份、去离子水50份。其中，改性石墨烯的改性方法为：将石墨烯与占石墨烯质量12%的氧化镍混合均匀，放入氮气气氛下的碳化炉中，将碳化炉以2℃/min的升温速率升温至800℃，保温5h，在该温度下保持6小时，冷却只室温，改性石墨烯；镍盐为六水硝酸镍；膨胀剂由质量比为0.5-0.9:2:2.1:1.5:1的硫酸钡、硫酸锶、腐植酸、木素磺酸钠和合成鞣剂混合而成；本实施例珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、按照重量份称取各个原料；S2、将镍盐和蒙脱石溶解在去离子水中，在磁力搅拌器上以80r/min的转述搅拌2h后，加入改性石墨烯、乙炔黑、膨胀剂，继续搅拌2h，搅拌结束后，在温度为110℃干燥箱中干燥13h，得到前驱体；S3、将步骤S2制得的前驱体置于550℃管式炉中煅烧5h，自然冷却，即可。实施例3本实施例珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐30份、蒙脱石30份、改性石墨烯28份、乙炔黑23份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，其特征在于，所述珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐20‑40份、蒙脱石20‑40份、改性石墨烯20‑35份、乙炔黑15‑30份、膨胀剂3‑9份、去离子水20‑50份。

【技术特征摘要】
1.一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，其特征在于，所述珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐20-40份、蒙脱石20-40份、改性石墨烯20-35份、乙炔黑15-30份、膨胀剂3-9份、去离子水20-50份。2.根据权利要求1所述的珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，其特征在于，所述珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐25-35份、蒙脱石25-35份、改性石墨烯25-30份、乙炔黑18-26份、膨胀剂5-7份、去离子水30-40份。3.根据权利要求1所述的珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，其特征在于，所述珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐30份、蒙脱石30份、改性石墨烯28份、乙炔黑23份、膨胀剂6份、去离子水35份。4.根据权利要求1所述的珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，其特征在于，所述改性石墨烯的改性方法为：将石墨烯与占石墨烯质量7-12%的氧化镍混合均匀，放入氮气气氛下的碳化炉中，将碳化炉以2℃/min的升温速率升温至500-800℃，保温3-5h，在该温度下...

【专利技术属性】
技术研发人员：安聪聪，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：安聪聪，
类型：发明
国别省市：广东,44