本發(fā)明涉及一種鋰電池用復(fù)合材料制備方法,屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
鋰離子電池是一種二次電池,它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。鋰離子電池的發(fā)展源于上世紀(jì)90年代,至今不過(guò)20年,在過(guò)去的20年是鋰電行業(yè)的一次飛躍,隨著各國(guó)對(duì)環(huán)境、新能源的重視,鋰離子電池更會(huì)有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。目前所用的鋰電池材料中,由于石墨類負(fù)極材料的層狀結(jié)構(gòu)易導(dǎo)致電解液溶劑離子的共嵌入,引起石墨層狀結(jié)構(gòu)的破壞,從而影響石墨負(fù)極材料的電化學(xué)性能的循環(huán)穩(wěn)定性和庫(kù)侖效率。同時(shí),石墨的各向異性結(jié)構(gòu)特征,限制了鋰離子在石墨結(jié)構(gòu)中的自由擴(kuò)散,制約了石墨負(fù)極電化學(xué)容量的發(fā)揮,同時(shí)在多次循環(huán)使用后,其電容量的穩(wěn)定性會(huì)變差。因此使得目前的材料很難滿足快速發(fā)展的鋰電池對(duì)于相應(yīng)材料的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池用復(fù)合材料制備方法,以便提高電池放電效率以及降低多次循環(huán)后的容量損失,改善鋰電池使用效果。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
一種鋰電池用復(fù)合材料制備方法,包括以下步驟:
(1)以質(zhì)量份數(shù)計(jì),將10~20份磷酸酯、20~40份聚酯共聚物、8~15份碳酸氫鈉、4~6份聚丙烯、2~8份異戊四醇以及12~30份二氯甲烷混合,常溫下攪拌50~100分鐘,然后脫去二氯甲烷,得到混合物A;
(2)以質(zhì)量份數(shù)計(jì),將5~10份石墨烯、2~6份石棉纖維、1~3份苯乙胺醋酸銅、1~4份單硬脂酸酯甘油酯、4~8份二水合氯化銅和5~10份乙酸乙酯相混合,加入1~3份丙烯酰胺,于40~50℃下攪拌60~100分鐘后,脫去乙酸乙酯,得到混合物B;
(3)將混合物A與混合物B混合,在惰性氣體氛圍下,升溫炭化,然后自然冷卻至室溫,將固體殘?jiān)脡A性溶液洗滌,然后再使用去離子水清洗干凈,真空條件下烘干,得到鋰電池用復(fù)合材料。
進(jìn)一步地,步驟(1)中脫去二氯甲烷采用真空條件下加熱進(jìn)行脫除。
進(jìn)一步地,步驟(3)中升溫炭化過(guò)程為以12~20℃/分鐘的速度升溫至750~900℃,然后保持90~180分鐘。
進(jìn)一步地,步驟(3)中性氣體為氬氣或者氦氣。
進(jìn)一步地,步驟(3)中堿性溶液為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液,溶液質(zhì)量濃度為6~12%。
該發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供的鋰電池用復(fù)合材料首次放電容量為720mAh/g以上,首次放電效率達(dá)到了68%以上,1500個(gè)循環(huán)后的放電容量損失率達(dá)到了4.3%以下,電流30C放電容量達(dá)到了640mAh/g以上,電流30C放電容量率達(dá)到了96.5%以上。本發(fā)明提供的鋰電池用復(fù)合材料極大的提高了首次放電效率,降低了多次循環(huán)后的電容損失率,提升了放電容量,具有很大的應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述,以便更好的理解本發(fā)明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例中的鋰電池用復(fù)合材料制備方法,包括以下步驟:
(1)以質(zhì)量份數(shù)計(jì),將10份磷酸酯、20份聚酯共聚物、8份碳酸氫鈉、4份聚丙烯、2份異戊四醇以及12份二氯甲烷混合,常溫下攪拌50分鐘,然后脫去二氯甲烷,得到混合物A;
(2)以質(zhì)量份數(shù)計(jì),將5份石墨烯、2份石棉纖維、1份苯乙胺醋酸銅、1份單硬脂酸酯甘油酯、4份二水合氯化銅和5份乙酸乙酯相混合,加入1份丙烯酰胺,于40℃下攪拌60分鐘后,脫去乙酸乙酯,得到混合物B;
(3)將混合物A與混合物B混合,在惰性氣體氛圍下,升溫炭化,然后自然冷卻至室溫,將固體殘?jiān)脡A性溶液洗滌,然后再使用去離子水清洗干凈,真空條件下烘干,得到鋰電池用復(fù)合材料。
步驟(1)中脫去二氯甲烷采用真空條件下加熱進(jìn)行脫除。
步驟(3)中升溫炭化過(guò)程為以12℃/分鐘的速度升溫至750℃,然后保持180分鐘。
步驟(3)中性氣體為氬氣。
步驟(3)中堿性溶液為氫氧化鈉溶液,溶液質(zhì)量濃度為6%。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中的鋰電池用復(fù)合材料制備方法,包括以下步驟:
(1)以質(zhì)量份數(shù)計(jì),將15份磷酸酯、30份聚酯共聚物、11份碳酸氫鈉、5份聚丙烯、5份異戊四醇以及21份二氯甲烷混合,常溫下攪拌75分鐘,然后脫去二氯甲烷,得到混合物A;
(2)以質(zhì)量份數(shù)計(jì),將8份石墨烯、4份石棉纖維、2份苯乙胺醋酸銅、2份單硬脂酸酯甘油酯、6份二水合氯化銅和8份乙酸乙酯相混合,加入2份丙烯酰胺,于45℃下 攪拌80分鐘后,脫去乙酸乙酯,得到混合物B;
(3)將混合物A與混合物B混合,在惰性氣體氛圍下,升溫炭化,然后自然冷卻至室溫,將固體殘?jiān)脡A性溶液洗滌,然后再使用去離子水清洗干凈,真空條件下烘干,得到鋰電池用復(fù)合材料。
步驟(1)中脫去二氯甲烷采用真空條件下加熱進(jìn)行脫除。
步驟(3)中升溫炭化過(guò)程為以16℃/分鐘的速度升溫至800℃,然后保持135分鐘。
步驟(3)中性氣體為氦氣。
步驟(3)中堿性溶液為氫氧化鉀溶液,溶液質(zhì)量濃度為9%。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中的鋰電池用復(fù)合材料制備方法,包括以下步驟:
(1)以質(zhì)量份數(shù)計(jì),將20份磷酸酯、40份聚酯共聚物、15份碳酸氫鈉、6份聚丙烯、8份異戊四醇以及30份二氯甲烷混合,常溫下攪拌100分鐘,然后脫去二氯甲烷,得到混合物A;
(2)以質(zhì)量份數(shù)計(jì),將10份石墨烯、6份石棉纖維、3份苯乙胺醋酸銅、4份單硬脂酸酯甘油酯、8份二水合氯化銅和10份乙酸乙酯相混合,加入3份丙烯酰胺,于50℃下攪拌60分鐘后,脫去乙酸乙酯,得到混合物B;
(3)將混合物A與混合物B混合,在惰性氣體氛圍下,升溫炭化,然后自然冷卻至室溫,將固體殘?jiān)脡A性溶液洗滌,然后再使用去離子水清洗干凈,真空條件下烘干,得到鋰電池用復(fù)合材料。
步驟(1)中脫去二氯甲烷采用真空條件下加熱進(jìn)行脫除。
步驟(3)中升溫炭化過(guò)程為以20℃/分鐘的速度升溫至900℃,然后保持90分鐘。
步驟(3)中性氣體為氬氣。
步驟(3)中堿性溶液為氫氧化鈉溶液,溶液質(zhì)量濃度為12%。
以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。