【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池材料，具体涉及三电极电池及其制作方法。
技术介绍
1、随着工作时间的增长，锂离子电池的容量会有所衰减。在电池设计和研究的过程中，需要独立地分析正极和负极对电池容量变化产生的影响。在全电池中引入参比电极，能够分别测量电池中正极和负极相对于参比电极的电位和阻抗，从而实现在充放电过程中对正负极性能的监测。但是现有的参比电极存在电位不稳定、寿命短的问题，无法监测电池的长期循环性能。因此，现有的参比电极仍有待改进。现有密封结构和密封方式都比较复杂，操作难度大，参比电极极耳封印处易导致电池可能出现漏液问题，电池性能不稳定，测试数据不可靠等不合格结果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供三电极电池及其制作方法，该方法复刻软包全电池结构，制备出一种简易的三电极电池，可快速方便地对全电池极片状态进行监控，测试准确率高，且电化学性能更加优异。
2、本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：
3、一种负极材料，包括具有三维结构的si/rgo/c复合材料；所述si/rgo/c复合材料中硅的质量分数为50～60％，还原氧化石墨烯的质量分数为10～15％，碳的质量分数为25～35％；
4、上述si/rgo/c复合材料中硅包括硅纳米颗粒，其平均粒径为50～360nm。本专利技术采用2-s-硫脲乙磺酸化学修饰海藻酸钠制备海藻酸钠衍生物，与其它组分复配制备电池负极材料，能够有效改善材料的电化学性能，显著增强材料的首圈库伦效率，提升其循环使用稳定性。其原
5、本专利技术还公开了上述负极材料的制备方法，包括：以纳米硅颗粒、氧化石墨烯、海藻酸钠或其衍生物和无水氯化钙为原料，通过海藻酸钠或其衍生物与钙离子交联形成水凝胶，再高温还原碳化获得si/rgo/c复合材料。
6、具体的，上述负极材料的制备方法，包括：
7、取纳米硅、氧化石墨烯混合，加入去离子水并超声分散1～3h，然后加入海藻酸钠或其衍生物，搅拌5～7h得到混合溶液，接着通过蠕动泵以1.5～2.5ml/min的速率滴加至浓度为0.1～0.3m的氯化钙溶液中，搅拌1～3h，接着用去离子水反复洗涤、过滤，冷冻干燥，置于8～12％h2/ar气氛中于780～820℃下高温碳化2～4h，然后加入至稀盐酸中搅拌0.5～1.5h去除粉末中的ca，去离子水洗涤、过滤得到负极材料。
8、需要说明的是，纳米硅、氧化石墨烯的质量比为1:1～1.5；纳米硅与去离子水的固液比为2～5mg：1ml；海藻酸钠或其衍生物与纳米硅的质量比为2～3:1。
9、需要说明的是，海藻酸钠衍生物包括2-s-硫脲乙磺酸与海藻酸钠化学反应的产物。
10、上述海藻酸钠衍生物的制备方法，包括：取2-s-硫脲乙磺酸与海藻酸钠通过酰胺化反应制备得到海藻酸钠衍生物。
11、进一步具体的，上述海藻酸钠衍生物的制备方法，步骤为：
12、取海藻酸钠加入dmf溶解，调节ph至5～6，升温至50～55℃加入edc和nhs，搅拌1～3h后加入2-s-硫脲乙磺酸，室温下反应18～24h，转移至透析袋中，并置于双蒸水中进行透析，每隔8h换一次水，透析2～4d，然后冷冻干燥得到海藻酸衍生物。
13、需要说明的是，海藻酸钠与dmf的固液比为7～10mg：1ml；海藻酸钠糖单元、edc和nhs的摩尔比为1:1～1.2:0.1～0.2；2-s-硫脲乙磺酸与海藻酸钠糖单元的摩尔比为0.8～1:1。
14、本专利技术有公开了上述海藻酸钠衍生物在增强负极材料电化学性能中的用途。
15、一种三电极电池，包括基于上述负极材料制备的负极片。
16、需要说明的是，负极片还包括负极导电剂和负极黏合剂；上述负极导电剂包括乙炔黑、碳纤维、碳纳米管或科琴黑。
17、需要说明的是，负极黏合剂包括功能型粘结剂；上述功能型粘结剂包括多糖衍生物与吡咯单体复混聚合反应的产物。
18、进一步的，多糖衍生物包括普鲁兰多糖衍生物。
19、更优选地，普鲁兰多糖衍生物包括α-胺-ω-丙酸四甘醇与普鲁兰多糖反应后再与β-环糊精混合反应的产物。
20、本专利技术还公开了上述多糖衍生物的制备方法，包括：
21、步骤1：取普鲁兰多糖与α-胺-ω-丙酸四甘醇或3,6-二氧杂-1,8-辛二胺四乙酸混合通过酯化反应制备得到中间产物f；
22、步骤2：取β-环糊精与对甲苯磺酰氯混合反应得到cd-ts；
23、步骤3：取中间产物f与cd-ts混合反应得到中间产物m；
24、步骤4：取中间产物m加入醋酸溶液混合反应得到多糖衍生物。
25、进一步的，上述多糖衍生物的制备方法，具体包括：
26、步骤1：取普鲁兰多糖加入dmso溶解，得到普鲁兰多糖溶液；取α-胺-ω-丙酸四甘醇、dmap和edc溶于dmso中，搅拌活化0.5～1.5h，然后逐滴滴加至普鲁兰多糖溶液中，室温下反应48～52h，然后倒入无水乙醇中沉淀，离心、无水乙醇洗涤2～5次，收集沉淀分散于双蒸水中，之后转移至透析袋、，并置于双蒸水中进行透析，每隔8h换一次水，透析2～4d，然后冷冻干燥得到中间产物f；
27、步骤2：取β-环糊精加入9～11wt％氢氧化钠溶液溶解，加入1/2量的对甲苯磺酰氯，置于冰浴条件下搅拌反应1～3h，然后再加入剩余的对甲苯磺酰氯继续反应2～4h，过滤，滤液用盐酸中和，置于4℃冰箱中放置过夜，得到cd-ts；
28、步骤3：取中间产物f加入水溶解，加入cd-ts的dmf溶液，混合均匀后升温至95～105℃反应20～24h，透析2～4d、冻干得到中间产物m；
29、步骤4：取中间产物m加入0.8～1.2wt％醋酸溶液中，50～55℃反应5～8h，透析2～4d，冻干得到多糖衍生物。
30、需要说明的是，步骤1中，普鲁兰多糖溶液浓度为0.06～0.07g/ml；α-胺-ω-丙酸四甘醇、dmap和edc的摩尔比为1:1:1～1.4；α-胺-ω-丙酸四甘醇与dmso的固液比为1～2g：1ml；α-胺-ω-丙酸四甘醇与普鲁兰多糖的摩尔比为7～9:1。
31、需要说明的是，步骤2中，β-环糊精与氢氧化钠溶液的固液比为0.06～0.08g：1ml；对甲苯磺酰氯与β-环糊精的摩尔比为5.5～7:1。
32、需要说明的是，步骤3中，中间产物f与水的固液比为1g：75～85ml；cd-ts的dmf溶液的浓度为0.1～0.2g/ml；cd-ts与中间产物f的摩尔比为7～9:1。
33、需要说明的是，步骤4中，中间产物m与醋酸溶液的固液比为1g：75～85ml。
34、更优选地，多糖衍生物的制备过程中采本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负极材料，包括具有三维结构的Si/rGO/C复合材料；所述Si/rGO/C复合材料中硅的质量分数为50～60％，还原氧化石墨烯的质量分数为10～15％，碳的质量分数为25～35％；
2.权利要求1所述的负极材料的制备方法，包括：以纳米硅颗粒、氧化石墨烯、海藻酸钠或其衍生物和无水氯化钙为原料，通过海藻酸钠或其衍生物与钙离子交联形成水凝胶，再高温还原碳化获得Si/rGO/C复合材料。
3.根据权利要求2所述的负极材料的制备方法，其特征在于：所述海藻酸钠衍生物包括2-s-硫脲乙磺酸与海藻酸钠化学反应的产物。
4.根据权利要求3所述的负极材料的制备方法，其特征在于：所述海藻酸钠衍生物在增强负极材料电化学性能中的用途。
5.一种三电极电池，包括基于权利要求1所述的负极材料制备的负极片。
6.根据权利要求5所述的三电极电池，其特征在于：所述负极片还包括负极导电剂和负极黏合剂；所述负极导电剂包括乙炔黑、碳纤维、碳纳米管或科琴黑。
7.权利要求5所述的三电极电池的制作方法，包括：
8.根据权利要求7所述的
9.权利要求1所述的负极材料在制备三电极电池中的用途。
10.一种车辆，其包含权利要求5所述的三电极电池。
...【技术特征摘要】
1.一种负极材料，包括具有三维结构的si/rgo/c复合材料；所述si/rgo/c复合材料中硅的质量分数为50～60％，还原氧化石墨烯的质量分数为10～15％，碳的质量分数为25～35％；
2.权利要求1所述的负极材料的制备方法，包括：以纳米硅颗粒、氧化石墨烯、海藻酸钠或其衍生物和无水氯化钙为原料，通过海藻酸钠或其衍生物与钙离子交联形成水凝胶，再高温还原碳化获得si/rgo/c复合材料。
3.根据权利要求2所述的负极材料的制备方法，其特征在于：所述海藻酸钠衍生物包括2-s-硫脲乙磺酸与海藻酸钠化学反应的产物。
4.根据权利要求3所述的负极材料的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：单海鹏，黄震霆，刘桃松，刘艳娜，陈建，陈冬，张焱，
申请(专利权)人：浙江华宇钠电新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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