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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池,具体涉及一种复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、作为最关键的储能系统之一,锂离子电池拥有先进的储能和转换系统,是一种二次电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池的关键材料包括正极材料、负极材料和电解液。探索具有功能电化学性能和大规模应用的电极材料是当前的研究热点。石墨是较为常用的负极材料,商用石墨的理论容量较低仅约有357mah/g,已经无法满足人民对高性能电池的需求,亟需具有高容量的新型负极材料以进一步提升电池性能。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此,本专利技术提出一种复合材料,具有比容量高的特点。
2、本专利技术还提出一种复合材料的制备方法。
3、本专利技术还提出一种负极活性材料。
4、本专利技术还提出一种负极。
5、本专利技术还提出一种二次电池。
6、本专利技术的第一方面,提出了一种复合材料,其制备原料包括膨胀辉钼矿和膨胀石墨类材料。
7、根据本专利技术实施例的复合材料,至少具有以下有益效果:
8、辉钼矿含有mos2,mos2具有较高的理论容量(可高达1000mah/g)和较大的层间距,可以实现碱金属离子的快速传输,mo原子在循环过程中可以容纳大量的li离子,可以提供额外的容量高锂的储存机理。该高锂储能机理有利于高比容量、高功率密度储能设备的发展。
9、常规辉钼矿和石墨类材料均是片层密堆积
10、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀石墨类材料包括膨胀石墨、膨胀石墨炔或膨胀石墨烯中的至少一种。
11、在本专利技术的一些实施方式中,所述复合材料通过膨胀辉钼矿和膨胀石墨类材料复合制得。
12、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀辉钼矿为蠕虫状辉钼矿,或/和,所述膨胀石墨类材料为蠕虫状石墨类材料。
13、其中所述蠕虫状是指材料片层互连接交错且片层间形成不同大小的孔隙的蠕虫状。
14、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀辉钼矿和所述膨胀石墨类材料的质量之比为(1-98):(1-98)。
15、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀辉钼矿和所述膨胀石墨类材料的质量之比为(30-90):10。
16、通过上述实施方式,所得复合材料用于二次电池中,电池的具有更高的比容量、更优的循环性能。
17、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀辉钼矿的晶面间距为0.610nm以上,进一步可选为0.614nm以上。
18、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀辉钼矿的晶面间距包括0.61-1.2nm。
19、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀石墨类材料的晶面间距为0.332nm以上,进一步可选为0.335nm以上。
20、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀石墨类材料的晶面间距包括0.332-0.355nm。
21、在本专利技术的一些实施方式中,原料辉钼矿经膨胀处理制得所述膨胀辉钼矿,包括如下步骤:原料辉钼矿经插层、剥离,得到所述膨胀辉钼矿。可选地,采用的原料辉钼矿可以是辉钼矿精粉或者辉钼矿原矿石。
22、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿的膨胀处理包括如下步骤:将含原料辉钼矿与水合肼的碱性混合液,加热,得到膨胀辉钼矿。
23、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿的膨胀处理包括如下步骤:将原料辉钼矿、碱添加剂、水合肼的水溶液混合,加热,得到膨胀辉钼矿。
24、在本专利技术的一些实施方式中,所述碱添加剂包括naoh、koh、lioh、na或li中的至少一种。
25、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿与碱添加剂的质量之比为(0.5-3):(1-30)。
26、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿与水合肼的水溶液用量之比为辉钼矿的质量:水合肼的水溶液的体积=(0.5-3)g:(15-25)ml。
27、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿的膨胀处理步骤中,所述加热温度选自50-250℃,加热时间选自12-72h。
28、在本专利技术的一些实施方式中,将原料辉钼矿、碱添加剂、水合肼的水溶液混合,得到所述碱性混合液,水合肼水溶液中水合肼的质量分数为50%以上。
29、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿的膨胀处理包括如下步骤:将碱添加剂、原料辉钼矿与水合肼水溶液混合,于密封反应容器内加热,清洗,干燥,得到膨胀辉钼矿。
30、通过上述实施方式,在高温高压环境下,在水合肼和碱添加剂如koh的共同插层剥离作用,得到膨胀辉钼矿。
31、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿的膨胀处理中,所述原料辉钼矿的质量与所述密封反应容器的容积的比值选自:1g:(30-80)ml。
32、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿的膨胀处理中,所述水合肼的水溶液的体积与所述密封反应容器的容积的比值选自:1:(1-6)。
33、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿的膨胀处理中,所述原料辉钼矿的质量、碱添加剂的质量、水合肼的水溶液的体积与所述密封反应容器的容积的比值选自:(0.5-3)g:(1-30)g:(15-25)ml:(30-150)ml。
34、在本专利技术的一些实施方式中,所述密封反应容器包括高压反应釜。
35、在本专利技术的一些实施方式中,所述清洗采用的清洗剂包括水和乙醇中的至少一种。
36、在本专利技术的一些实施方式中,所述干燥温度选自50-70℃,时间选自15-30h。
37、在本专利技术的一些实施方式中,原料石墨类材料采用化学氧化法进行膨胀处理,制得所述膨胀石墨类材料。
38、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料石墨类材料包括石墨、石墨炔或石墨烯中的至少一种。可选地,原料石墨可选自天然石墨或者人工合成石墨等,如鳞片石墨、土状石墨等。相对土状石墨,鳞片石墨更易得到膨胀。
39、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料石墨类材料的膨胀处理包括如下步骤:
40、si-1,将原料石墨类材本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合材料,其特征在于,其制备原料包括膨胀辉钼矿和膨胀石墨类材料。
2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述膨胀石墨类材料包括膨胀石墨、膨胀石墨炔或膨胀石墨烯中的至少一种;
3.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述膨胀辉钼矿的晶面间距为0.610nm以上;或/和,所述膨胀石墨类材料的晶面间距为0.332nm以上。
4.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,原料辉钼矿经膨胀处理制得所述膨胀辉钼矿,包括如下步骤:原料辉钼矿经插层、剥离,得到所述膨胀辉钼矿。
5.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,原料石墨类材料采用化学氧化法进行膨胀处理,制得所述膨胀石墨类材料;
6.一种复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:取膨胀辉钼矿和膨胀石墨类材料,经研磨或于流体体系内粉粹,得到所述复合材料。
7.根据权利要求6所述的复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:取膨胀辉钼矿和膨胀石墨类材料,与流体Ⅰ混合,超声粉碎,烘干,得到所述复合材料;
8.一种负极活性
9.一种负极,其特征在于,包括权利要求8所述的负极活性材料。
10.一种二次电池,其特征在于,包括权利要求1-5任一项所述的复合材料或权利要求6-7所述方法制得的复合材料或权利要求8所述的负极活性材料或权利要求9所述的负极。
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料,其特征在于,其制备原料包括膨胀辉钼矿和膨胀石墨类材料。
2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述膨胀石墨类材料包括膨胀石墨、膨胀石墨炔或膨胀石墨烯中的至少一种;
3.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述膨胀辉钼矿的晶面间距为0.610nm以上;或/和,所述膨胀石墨类材料的晶面间距为0.332nm以上。
4.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,原料辉钼矿经膨胀处理制得所述膨胀辉钼矿,包括如下步骤:原料辉钼矿经插层、剥离,得到所述膨胀辉钼矿。
5.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,原料石墨类材料采用化学氧化法进行膨胀处理,制得所述膨胀石墨类材料;
6.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭成龙,高云雷,朱伯礼,于子龙,
申请(专利权)人:惠州锂威新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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