一种锂电池用负极材料及其制备方法技术

技术编号:18974170 阅读:26 留言:0更新日期:2018-09-19 04:19
本发明专利技术公开了一种锂电池用负极材料及其制备方法,包括以下重量份的原料:钛酸锂10‑16份、碳纤维管5‑8份、氧化钙2‑4份、氧化铝2.6‑4.5份、聚丙烯酸乙二醇酯3‑6份、硫代硫酸钠1.5‑3份、阴离子聚丙烯酰胺2‑3份、卡波姆5‑8份和豌豆6‑10份。本发明专利技术原料来源广泛,通过将不同的原料采用不同的制备工艺,再将制备的原料进行不同工艺的配合,制备的成品具有良好的循环寿命和储存性能,使用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用负极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂电池领域,具体是一种锂电池用负极材料。
技术介绍
由于以石油和煤为主的化石燃料的不断消耗,以及对于环境污染的不断加重,如当前的雾霾天气以及汽车尾气已经成为人类健康的头号杀手等,已经严重影响人类健康和生存环境。越来越多的人将目光投向新能源技术,开发新能源成为众多国家的能源战略重点,锂电池是其中的一个重要方向,锂电池以其优异的性能正成为最有潜力的动力源之一。锂电池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,与铅酸、镍镉、镍氢等传统的二次电池相比,锂电池具有工作电压高、体积小、质量轻、容量密度高、无记忆效应、无污染,以及自放电小、循环寿命长等优点,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,锂电池得到了越来越多的重视。锂电池的正极材料从钴酸锂、镍钴锰酸锂到磷酸铁锂,而负极材料目前虽然仍以各种碳材料为主,但是碳负极材料存在缺陷:首次放电过程中生成SEI膜(固体电解质膜),造成不可逆容量损失,这就限制了锂电池的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂电池用负极材料,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:一种锂电池用负极材料,包括以下重量份的原料:钛酸锂10-16份、碳纤维管5-8份、氧化钙2-4份、氧化铝2.6-4.5份、聚丙烯酸乙二醇酯3-6份、硫代硫酸钠1.5-3份、阴离子聚丙烯酰胺2-3份、卡波姆5-8份和豌豆6-10份。作为本专利技术进一步的方案:碳纤维管的长度为0.05-0.5mm,卡波姆包括卡波姆940、卡波姆934和卡波姆980中的任意一种。作为本专利技术进一步的方案:氧化钙的粒径为0.08-0.2mm,氧化铝的粒径为0.2-0.45mm。所述锂电池用负极材料的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将豌豆粉碎并且加入其重量1.2-1.8倍的去离子水,在放入磁化处理装置中搅拌,搅拌温度为50-80摄氏度,搅拌时间为12-15小时,然后微波萃取45-60分钟,得到豌豆萃取液;步骤二,将碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆加入球料比为60-80:1的球磨机中并且在50-60摄氏度下球磨至150-180目,得到第一混合物;步骤三,将钛酸锂、硫代硫酸钠和阴离子聚丙烯酰胺加入总重量3-5倍的质量分数为50-65%的乙醇水溶液中并且磁力搅拌均匀,得到第二混合物;步骤四,将豌豆萃取液加入第一混合物中并且在50-75摄氏度和PH值为3-5的条件下保持3-4小时,得到第三混合物,将聚丙烯酸乙二醇酯加入第二混合物中并且超声振荡20-30分钟,得到第四混合物;步骤五,将第三混合物和第四混合物在转速为1500-1800rpm的混合机中混合均匀,然后在60-80摄氏度下干燥,得到干粉后研磨,得到半成品;步骤六,将半成品放入烧结炉中,烧结炉以5-10摄氏度/分钟的速度升温至480-540摄氏度并且保持80-100分钟,再以16-20摄氏度/分钟的速度升温至750-840摄氏度并且保持3-5小时,炉冷至室温,即得到成品。作为本专利技术进一步的方案:步骤四中超声振荡的功率为220-270W,超声振荡的频率为30-36kHz。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:本专利技术原料来源广泛,通过将不同的原料采用不同的制备工艺,再将制备的原料进行不同工艺的配合,制备的成品具有良好的循环寿命和储存性能,使用范围广。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种锂电池用负极材料,包括以下重量份的原料:钛酸锂10份、碳纤维管5份、氧化钙2份、氧化铝2.6份、聚丙烯酸乙二醇酯3份、硫代硫酸钠1.5份、阴离子聚丙烯酰胺2份、卡波姆5份和豌豆6份。碳纤维管的长度为0.36mm,卡波姆采用卡波姆934。所述锂电池用负极材料的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将豌豆粉碎并且加入其重量1.6倍的去离子水,在放入磁化处理装置中搅拌,搅拌温度为65摄氏度,搅拌时间为14小时,然后微波萃取50分钟,得到豌豆萃取液;步骤二,将碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆加入球料比为68:1的球磨机中并且在55摄氏度下球磨至160目,得到第一混合物;步骤三,将钛酸锂、硫代硫酸钠和阴离子聚丙烯酰胺加入总重量4倍的质量分数为58%的乙醇水溶液中并且磁力搅拌均匀,得到第二混合物;步骤四,将豌豆萃取液加入第一混合物中并且在66摄氏度和PH值为3.8的条件下保持3小时,得到第三混合物,将聚丙烯酸乙二醇酯加入第二混合物中并且超声振荡26分钟,得到第四混合物;步骤五,将第三混合物和第四混合物在转速为1650rpm的混合机中混合均匀,然后在70摄氏度下干燥,得到干粉后研磨,得到半成品;步骤六,将半成品放入烧结炉中,烧结炉以8摄氏度/分钟的速度升温至510摄氏度并且保持96分钟,再以18摄氏度/分钟的速度升温至780摄氏度并且保持3小时,炉冷至室温,即得到成品。实施例2一种锂电池用负极材料,包括以下重量份的原料:钛酸锂13份、碳纤维管6.5份、氧化钙2.8份、氧化铝3.3份、聚丙烯酸乙二醇酯4.2份、硫代硫酸钠2.1份、阴离子聚丙烯酰胺2.4份、卡波姆6.4份和豌豆7.5份。氧化钙的粒径为0.16mm,氧化铝的粒径为0.4mm。所述锂电池用负极材料的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将豌豆粉碎并且加入其重量1.5倍的去离子水,在放入磁化处理装置中搅拌,搅拌温度为70摄氏度,搅拌时间为14小时,然后微波萃取54分钟,得到豌豆萃取液;步骤二,将碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆加入球料比为75:1的球磨机中并且在56摄氏度下球磨至170目,得到第一混合物;步骤三,将钛酸锂、硫代硫酸钠和阴离子聚丙烯酰胺加入总重量3倍的质量分数为60%的乙醇水溶液中并且磁力搅拌均匀,得到第二混合物;步骤四,将豌豆萃取液加入第一混合物中并且在65摄氏度和PH值为4.5的条件下保持4小时,得到第三混合物,将聚丙烯酸乙二醇酯加入第二混合物中并且超声振荡28分钟,得到第四混合物;步骤五,将第三混合物和第四混合物在转速为1500rpm的混合机中混合均匀,然后在78摄氏度下干燥,得到干粉后研磨,得到半成品;步骤六,将半成品放入烧结炉中,烧结炉以10摄氏度/分钟的速度升温至540摄氏度并且保持90分钟,再以18摄氏度/分钟的速度升温至810摄氏度并且保持4小时,炉冷至室温,即得到成品。实施例3一种锂电池用负极材料,包括以下重量份的原料:钛酸锂15份、碳纤维管7.5份、氧化钙3.5份、氧化铝4.2份、聚丙烯酸乙二醇酯5.5份、硫代硫酸钠2.6份、阴离子聚丙烯酰胺2.8份、卡波姆7.5份和豌豆9份。碳纤维管的长度为0.35mm,卡波姆采用卡波姆980。所述锂电池用负极材料的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将豌豆粉碎并且加入其重量1.2倍的去离子水,在放入磁化处理装置中搅拌,搅拌温度为66摄氏度,搅拌时间为13小时,然后微波萃取60分钟,得到豌豆萃取液;步骤二,将碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆加入球料比为77:1的球磨机中并且在58摄氏度下球磨至160目,得到第一混合物;步骤三,将钛酸锂、硫代硫酸钠和阴离子聚丙烯酰胺加入总重量4倍的质量分数为60%的乙醇水溶液中并且磁力搅拌均匀,得到第二混合物;本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池用负极材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:钛酸锂10‑16份、碳纤维管5‑8份、氧化钙2‑4份、氧化铝2.6‑4.5份、聚丙烯酸乙二醇酯3‑6份、硫代硫酸钠1.5‑3份、阴离子聚丙烯酰胺2‑3份、卡波姆5‑8份和豌豆6‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用负极材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:钛酸锂10-16份、碳纤维管5-8份、氧化钙2-4份、氧化铝2.6-4.5份、聚丙烯酸乙二醇酯3-6份、硫代硫酸钠1.5-3份、阴离子聚丙烯酰胺2-3份、卡波姆5-8份和豌豆6-10份。2.根据权利要求1所述的锂电池用负极材料,其特征在于,所述碳纤维管的长度为0.05-0.5mm,卡波姆包括卡波姆940、卡波姆934和卡波姆980中的任意一种。3.根据权利要求1所述的锂电池用负极材料,其特征在于,所述氧化钙的粒径为0.08-0.2mm,氧化铝的粒径为0.2-0.45mm。4.一种如权利要求1-3任一所述的锂电池用负极材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下;步骤一,将豌豆粉碎并且加入其重量1.2-1.8倍的去离子水,在放入磁化处理装置中搅拌,搅拌温度为50-80摄氏度,搅拌时间为12-15小时,然后微波萃取45-60分钟,得到豌豆萃取液;步骤二,将碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆加入球料比为60-80:1的球磨机中并且...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾文飞
申请(专利权)人:肇庆益晟商贸有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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