【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源电池领域，具体地，涉及一种负极极片及其制备方法和电池。
技术介绍
1、锂离子电池作为一种二次电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，其由于具有高能量、长寿命、低成本、适应性强以及环保等优点而被广泛应用于储能电源系统、电动工具、便携式电器、军事装备、航天航空等领域。
2、锂离子电池负极作为锂离子电池的重要组成部分，其结构和性能直接影响到锂离子电池的容量和循环性能。目前，现有锂离子电池普遍采用石墨类材料作为负极，但是，由于石墨类材料的理论比容量仅为372mah/g，难以满足高比能锂离子电池的开发需求，因此急需开发一种新的高比容量的锂离子电池负极材料。
3、二氧化锡（sno2）的理论比容量高达1494mah/g，并且来源广泛、成本低、安全性好，因此，采用sno2作为锂离子电池负极材料具有明显的优势。但是，由于sno2在循环过程中会伴随有巨大的体积膨胀（其体积膨胀大于>300％），因此容易导致电极粉化脱落，从而导致锂离子电池的实际容量较低且循环稳定性较差。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术致力于提供一种负极极片及其制备方法和电池，以解决现有技术中锂离子电池的比容量低且循环稳定性差的问题。
2、为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
3、本专利技术第一方面提供了一种负极极片，所述负极极片包括集流体和设置在所述集流体表面的负极活性材料层，所述负极活性材料层中包括负极复合材料；
4、其中，所述
5、其中，所述包覆层包括石墨烯和含有金属元素的纳米片；
6、所述石墨烯具有网状结构，所述网状结构罩于所述石墨颗粒的外表面；所述含有金属元素的纳米片至少部分嵌入于所述网状结构的网格内并与所述石墨颗粒表面接触。
7、可选地，所述含有金属元素的纳米片包括sno2纳米片、cuo纳米片、ni2o3纳米片和sn纳米片中的至少一种；和/或，所述石墨烯具有单层网状结构。
8、可选地，所述负极复合材料中包括m-o-c配位键，其中，m为所述含有金属元素的纳米片中的至少部分金属原子，c为所述石墨颗粒和/或所述石墨烯中的至少部分碳原子，o为所述含有金属元素的纳米片和/或所述石墨烯中的至少部分氧原子。
9、可选地，所述负极复合材料中，所述石墨颗粒、所述石墨烯和所述含有金属元素的纳米片的质量比为（6~12）：（1~2）：（2~8）。
10、可选地，所述负极复合材料的粒径为800~1000nm；和/或，所述石墨颗粒的粒径为300~500nm；和/或，所述含有金属元素的纳米片的片径为10~30nm；和/或，所述含有金属元素的纳米片的厚度为3~10nm。
11、本专利技术的第二方面提供一种负极极片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
12、s1、将石墨、阳离子表面活性剂和第一溶剂混合后进行超声处理，得到第一物料；将所述第一物料与氧化石墨烯悬浮液混合后进行搅拌处理，得到石墨/石墨烯复合材料；
13、s2、将含有所述石墨/石墨烯复合材料的浆料设置于集流体表面并进行干燥处理，得到石墨/石墨烯复合电极；
14、s3、以所述石墨/石墨烯复合电极作为工作电极，将所述石墨/石墨烯复合电极、对电极和参比电极置于含有目标金属离子的电解液中进行沉积反应。
15、可选地，所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、氯化十六烷基吡啶和氯化十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种；和/或，所述第一溶剂包括乙醇溶液；和/或，所述目标金属离子包括sn2+、cu2+和ni3+中的至少一种；和/或，所述对电极为铂丝；和/或，所述参比电极为ag/agcl。
16、可选地，所述石墨、所述阳离子表面活性剂和所述第一溶剂混合的质量比为1：0.005~0.05：10~50；和/或，所述第一物料与所述氧化石墨烯悬浮液混合的质量比为1：0.01~0.5；和/或，所述氧化石墨烯悬浮液的ph值为8~11。
17、可选地，步骤s1中，所述超声处理的条件包括：温度为25~40℃，时间为90~150min；和/或，步骤s2中，所述干燥处理的条件包括：温度为80~120℃，时间为4~8h；和/或，步骤s3中，所述沉积处理的条件包括：恒电电流为15~25ma，沉积时间为8~12min。
18、本专利技术的第三方面提供一种电池，其特征在于，所述电池包括上述的负极极片和/或根据上述的方法制备得到的负极极片。
19、通过上述技术方案，本专利技术的有益效果为：
20、（1）本专利技术的负极极片中含有负极复合材料，在该负极复合材料中，具有网状结构的石墨烯包覆于石墨颗粒表面，为锂离子的嵌入和脱出提供了更多的活性位点；对比传统的层状石墨，锂离子可以在不同方向上嵌入到石墨/石墨烯中，提高了石墨的容量和倍率性能。
21、（2）本专利技术的负极复合材料中含有金属元素的纳米片至少部分嵌入于所述网状结构的网格内，具有网状结构的石墨烯有效的缓解了含有金属元素的纳米片的团聚，限制了锂离子嵌入时，含有金属元素的纳米片的体积膨胀，从而提高了含有金属元素的纳米片的储锂性能。
22、（3）本专利技术的负极复合材料中，含有金属元素的纳米片与石墨烯之间通过m-o-c键紧密的连接在一起，保证了结构的稳定型。
23、（4）本专利技术负极极片的制备方法中，先是合成石墨/氧化石墨烯复合材料，再水热还原制备石墨/石墨烯，在还原的过程中，氧化石墨烯中少部分的氧未被还原，高温水热时，石墨和石墨烯之间形成c-o-c键，化学键的结合能防止锂离子嵌入脱出过程中，石墨烯层脱落，增加材料导电性的同时增加了循环稳定性。
24、（5）本专利技术负极极片的制备工艺简单，易于实现工业化生产。
25、本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括集流体和设置在所述集流体表面的负极活性材料层，所述负极活性材料层中包括负极复合材料；
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极复合材料中包括M-O-C配位键，其中，M为所述含有金属元素的纳米片中的至少部分金属原子，C为所述石墨颗粒和/或所述石墨烯中的至少部分碳原子，O为所述含有金属元素的纳米片和/或所述石墨烯中的至少部分氧原子。
4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极复合材料中，所述石墨颗粒、所述石墨烯和所述含有金属元素的纳米片的质量比为（6~12）：（1~2）：（2~8）。
5.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，
6.一种权利要求1~5任意一项所述的负极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，>
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1~5中任意一项所述的负极极片和/或根据权利要求6~9中任意一项所述的方法制备得到的负极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括集流体和设置在所述集流体表面的负极活性材料层，所述负极活性材料层中包括负极复合材料；
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极复合材料中包括m-o-c配位键，其中，m为所述含有金属元素的纳米片中的至少部分金属原子，c为所述石墨颗粒和/或所述石墨烯中的至少部分碳原子，o为所述含有金属元素的纳米片和/或所述石墨烯中的至少部分氧原子。
4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极复合材料中，所述石墨颗粒、所述石墨烯和所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：於洪将，张君营，夏宗彪，王汭，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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