改性石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术提供了改性石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池。所述方法包括以下步骤：对石墨悬浮液进行水热反应或溶剂热反应，得到一次处理石墨；将一次处理石墨与插层剂混合反应，得到二次处理石墨；将二次处理石墨与碳源混合后，进行预氧化处理、预炭化处理和炭化处理，得到所述改性石墨负极材料。本发明专利技术提供的制备方法获得的改性石墨负极材料具有容量高、循环性能好、倍率性能好，体积膨胀效应低的特点。

【技术实现步骤摘要】
改性石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池
本专利技术属于储能材料
，涉及负极材料及其制备方法和锂离子电池，尤其涉及改性石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池是一种可循环使用的储能设备，与铅酸、镍铬及镍氢电池相比，其具有体积(质量)比容量高、功率密度高、无记忆效应及环境友好等优势，因此被广泛应用于在各类笔记本电脑、移动电话、数码摄像机、便携式电子产品及电动汽车与储能设备等。但随着社会不断地发展，需要锂离子电池具有更高的比容量，更好的安全性能和更快的充放电速率。为了实现这些目标，研究人员从电池组成的各个模块出发，主要包括正负极材料、电解液、隔膜和组装技术。其中，改进提高负极材料的性能是科研人员进行的重要工作之一。目前市场上主要使用石墨作为商业化锂离子电池负极材料，石墨理论储锂容量可达372mAhg-1，具有价格低、环境友好及资源丰富的优点。但是石墨材料中的天然石墨与电解液相容性差，首次不可逆容量较大，高倍率充放电性能差，影响其长循环寿命，一般需要进行修饰处理才可以使用。石墨材料中的人造石墨具有结构稳定，与电解液的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n对石墨进行水热反应或溶剂热反应，得到一次处理石墨；/n将所述一次处理石墨与插层剂混合反应，得到二次处理石墨；/n将所述二次处理石墨与碳源混合，再进行加热处理，得到所述改性石墨负极材料，所述加热处理包括炭化处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对石墨进行水热反应或溶剂热反应，得到一次处理石墨；
将所述一次处理石墨与插层剂混合反应，得到二次处理石墨；
将所述二次处理石墨与碳源混合，再进行加热处理，得到所述改性石墨负极材料，所述加热处理包括炭化处理。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨包括人造石墨；
优选地，所述人造石墨为石油焦经粉碎造粒石墨化后得到的产品，且所述产品未添加包覆材料；
优选地，进行水热反应或溶剂热反应的所述石墨为石墨悬浮液；
优选地，所述石墨悬浮液通过将石墨和溶剂混合得到；
优选地，制备所述石墨悬浮液所用的溶剂包括蒸馏水、乙醇、乙二醇和乙醇胺中的至少一种。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应或溶剂热反应的温度为150℃-180℃；
优选地，所述水热反应或溶剂热反应的时间为1h-3h。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述一次处理石墨在与插层剂混合前，还包括将所述一次处理石墨进行离心洗涤和真空烘干的步骤；
优选地，所述插层剂包括由浓硫酸和双氧水组成的混合液或王水；
优选地，所述浓硫酸的质量百分比浓度为92.5％-98％；
优选地，所述双氧水的质量百分比浓度为25％-35％；
优选地，所述由浓硫酸和双氧水组成的混合液中，所述浓硫酸与双氧水质量比为10:1～20:1；
优选地，将所述一次处理石墨与插层剂混合反应的步骤中的所述混合反应的方法为在冰浴条件下进行搅拌混合反应；
优选地，将所述一次处理石墨与插层剂混合反应的步骤中的所述混合反应的时间为10min-30min。


5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述二次处理石墨与碳源混合前，还包括将二次处理石墨进行沉淀、离心洗涤和真空烘干的步骤；
优选地，所述碳源包括沥青和/或树脂；
优选地，所述沥青为软化点为110℃-120℃的改质沥青；
优选地，所述树脂为水溶性树脂；
优选地，所述碳源与所述二次处理石墨的质量比为10:90-5:95；
优选地，将所述二次处理石墨与碳源混合步骤中的所述混合的方法为湿法球磨；
优选地，所述湿法球磨的溶剂包括煤油和/或乙二醇；
优选地，将所述二次处理石墨与碳源混合步骤中的所述混合的时间为8h-16h；
优选地，将所述二次处理石墨与碳源混合步骤之后，再进行加...

【专利技术属性】
技术研发人员：马超，吴敦勇，李守斌，徒雨龙，
申请(专利权)人：贝特瑞江苏新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32