一种新型锂离子/钾离子电池负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型锂离子/钾离子电池负极材料及其制备方法，制备方法包括以下步骤：将对苯二甲酸与导电碳添加剂进行混合，然后加蒸馏水后进行球磨，然后干燥；将干燥物与粘结剂混合，研磨，得浆料；将所得浆料涂布在基体上，干燥，制得。本发明专利技术将对苯二甲酸用于制备电池负极材料，制得的负极材料可同时用于锂离子电池和钾离子电池，从而实现了一种电极材料可同时应用于两种或两种以上电池体系，本发明专利技术采用对苯二甲酸作为负极材料的重要成分，其与导电炭黑及粘结剂共同复合，制得的负极材料在锂离子电池和钾离子电池的恒电流充放电过程中，可提高其比容量，同时具有优异的循环稳定性。

A new lithium ion / potassium ion battery anode material and its preparation method

The invention provides a novel lithium ion / potassium ion battery negative material and a preparation method. The preparation method comprises the following steps: mixing the terephthalic acid with a conductive carbon additive, milling after adding distilled water, and drying, mixing the dry matter with the binder, grinding the slurry, and applying the slurry. Cloth on the substrate, dry, made. In the invention, terephthalic acid is used in the preparation of battery negative electrode material. The prepared anode material can be used in lithium ion battery and potassium ion battery at the same time, thus a kind of electrode material can be applied to two or more than two battery systems simultaneously. The carbon black and the binder are combined, and the negative electrode material can improve its specific capacity and excellent cyclic stability during the constant current charge discharge process of lithium ion battery and potassium ion battery.

【技术实现步骤摘要】
一种新型锂离子/钾离子电池负极材料及其制备方法
本专利技术属于电池负极材料及制备方法
，具体涉及一种锂离子/钾离子电池新型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大、工作电压高、循环寿命长、自放电率低等优点，已被广泛应用于各种便携式电子产品、纯电动车和混合动力汽车中。但是随着科技的发展，人们对锂离子电池的要求也越来越高，提高电池性能成为一种迫切而普遍的要求。钾离子电池的工作原理与锂离子电池相似，相比于锂离子电池中的锂资源，钾资源具有分布广泛，价格相对低廉的天然优势，因而钾离子电池具有可持续发展的潜力。无论是锂离子电池还是钾离子电池，其负极材料多为人造石墨、改性天然石墨等无机材料，无机材料很难同时具备存储锂离子和钾离子的能力，因此，难以实现一种电极材料在两种或两种以上的电池系统里应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种锂离子/钾离子电池新型负极材料及其制备方法，该负极材料既可以作为锂离子电池的负极材料，又可以作为钾离子电池的负极材料，同时还得到了高容量、低成本的二次电池。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型锂离子/钾离子电池负极材料，其制备方法包括以下步骤：(1)将对苯二甲酸与导电碳添加剂进行混合，然后加蒸馏水后进行球磨，然后干燥；其中，对苯二甲酸与导电碳添加剂的质量比为1-5:0.5-2.0；(2)将步骤(1)所得物与粘结剂混合，研磨，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料均匀涂布在基体上，干燥，制得。进一步地，步骤(1)中对苯二甲酸与导电碳添加剂的质量比为2:1。进一步地，步骤(1)中导电碳添加剂为导电碳黑、superP、石墨或石墨烯。进一步地，步骤(1)所得物与粘结剂的质量比为8-10:0.8-1.2。进一步地，步骤(1)所得物与粘结剂的质量比为9:1。进一步地，粘结剂为LA132粘结剂。一种锂离子/钾离子电池，包括上述的负极材料。本专利技术提供的新型锂离子/钾离子电池负极材料及其制备方法，具有以下有益效果：(1)对苯二甲酸具有电化学活性，本专利技术将有电化学活性的对苯二甲酸用于制备电池负极材料，制得的负极材料可同时用于锂离子电池和钾离子电池，从而实现了一种电极材料可同时应用于两种或两种以上电池体系，方便电池原材料的生产，进而节约了成本。(2)采用对苯二甲酸作为负极材料的重要成分，其与导电炭黑及粘结剂共同复合，制得的负极材料在锂离子电池和钾离子电池的恒电流充放电过程中，可提高其比容量，同时具有优异的循环稳定性。(3)对苯二甲酸成本低，将该成分用于制备电池负极材料，与之匹配的电解液溶剂可为EC、DMC以及DEC等锂离子电池市场化溶剂，其成本低，安全可靠，无需再开发新的电解液体系。附图说明图1为装配的锂离子电池和钾离子电池纽扣式全电池的结构示意图。图2为装配的锂离子电池和钾离子电池纽扣式半电池的结构示意图。图3为锂离子电池在50mA/g的电流密度下的充放电曲线图。图4为锂离子电池的倍率性能图。图5为锂离子电池在200mA/g的电流密度下的长循环图。图6为钾离子电池在20mA/g的电流密度下的充放电曲线图。图7为钾离子电池的倍率性能图。图8为钾离子电池在50mA/g的电流密度下的长循环图。具体实施方式实施例1一种新型锂离子/钾离子电池负极材料，其制备方法包括以下步骤：(1)称取对苯二甲酸2g，superP1g，将两者混合，放入球磨罐中，加入20mL蒸馏水，以400r/min的转速球磨4h，取出球磨料，在120℃条件下烘24h；(2)称取225mg步骤(1)所得物，放入玛瑙研钵中，加入浓度为25mg/mL的LA132粘结剂1mL，研磨30min，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料均匀涂布在铜箔上，于60℃条件下烘干，然后用直径为10mm的打孔机打孔，制得对苯二甲酸电极片。实施例2一种新型锂离子/钾离子电池负极材料，其制备方法包括以下步骤：(1)称取对苯二甲酸2g，导电炭黑0.8g，将两者混合，放入球磨罐中，加入20mL蒸馏水，以400r/min的转速球磨4h，取出球磨料，在120℃条件下烘24h；(2)称取225mg步骤(1)所得物，放入玛瑙研钵中，加入浓度为25mg/mL的LA132粘结剂2mL，研磨30min，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料均匀涂布在铜箔上，于60℃条件下烘干，然后用直径为10mm的打孔机打孔，制得对苯二甲酸电极片。实施例3一种新型锂离子/钾离子电池负极材料，其制备方法包括以下步骤：(1)称取对苯二甲酸5g，superP2g，将两者混合，放入球磨罐中，加入40mL蒸馏水，以400r/min的转速球磨4h，取出球磨料，在120℃条件下烘24h；(2)称取225mg步骤(1)所得物，放入玛瑙研钵中，加入浓度为25mg/mL的LA132粘结剂1mL，研磨30min，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料均匀涂布在铜箔上，于60℃条件下烘干，然后用直径为10mm的打孔机打孔，制得对苯二甲酸电极片。实施例4一种新型锂离子/钾离子电池负极材料，其制备方法包括以下步骤：(1)称取对苯二甲酸5g，superP0.5g，将两者混合，放入球磨罐中，加入40mL蒸馏水，以400r/min的转速球磨4h，取出球磨料，在120℃条件下烘24h；(2)称取225mg步骤(1)所得物，放入玛瑙研钵中，加入浓度为25mg/mL的LA132粘结剂1mL，研磨30min，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料均匀涂布在铜箔上，于60℃条件下烘干，然后用直径为10mm的打孔机打孔，制得对苯二甲酸电极片。实施例5一种新型锂离子/钾离子电池负极材料，其制备方法包括以下步骤：(1)称取对苯二甲酸1g，superP0.5g，将两者混合，放入球磨罐中，加入20mL蒸馏水，以400r/min的转速球磨4h，取出球磨料，在120℃条件下烘24h；(2)称取225mg步骤(1)所得物，放入玛瑙研钵中，加入浓度为25mg/mL的LA132粘结剂2mL，研磨30min，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料均匀涂布在铜箔上，于60℃条件下烘干，然后用直径为10mm的打孔机打孔，制得对苯二甲酸电极片。对比例1一种电池负极材料，其制备方法包括以下步骤：(1)称取邻苯二甲酸2g，superP1g，将两者混合，放入球磨罐中，加入20mL蒸馏水，以400r/min的转速球磨4h，取出球磨料，在120℃条件下烘24h；(2)称取225mg步骤(1)所得物，放入玛瑙研钵中，加入浓度为25mg/mL的LA132粘结剂1mL，研磨30min，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料均匀涂布在铜箔上，于60℃条件下烘干，然后用直径为10mm的打孔机打孔，制得负极电极片。对比例2一种电池负极材料，其制备方法包括以下步骤：(1)称取对苯二甲酸2g，superP1g，将两者混合，放入球磨罐中，加入20mL蒸馏水，以400r/min的转速球磨4h，取出球磨料，在120℃条件下烘24h；(2)称取225mg步骤(1)所得物，放入玛瑙研钵中，加入浓度为25mg/mL的PVDF粘结剂1mL，研磨30min，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料均匀涂布在铜箔上，于60℃条件下烘干，然后用直径为10mm的打孔机打孔，制得负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型锂离子/钾离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将对苯二甲酸与导电碳添加剂进行混合，然后加蒸馏水后进行球磨，然后干燥；其中，对苯二甲酸与导电碳添加剂的质量比为1‑5:0.5‑2.0；(2)将步骤(1)所得物与粘结剂混合，研磨，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料均匀涂布在基体上，干燥，制得。

【技术特征摘要】
1.一种新型锂离子/钾离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将对苯二甲酸与导电碳添加剂进行混合，然后加蒸馏水后进行球磨，然后干燥；其中，对苯二甲酸与导电碳添加剂的质量比为1-5:0.5-2.0；(2)将步骤(1)所得物与粘结剂混合，研磨，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料均匀涂布在基体上，干燥，制得。2.根据权利要求1所述的新型锂离子/钾离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中对苯二甲酸与导电碳添加剂的质量比为2:1。3.根据权利要求1或2所述的新型锂离子/钾离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊聪，王川，姚泽祎，唐武，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51