一种石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110817836A(43)申请公布日2020.02.21(21)申请号201911102810.7H01M4/62(2006.01)(22)申请日2019.11.12H01M10/0525(2010.01)(71)申请人东海县博汇新材料科技有限公司地址222300江苏省连云港市东海县高新区光明路38号申请人江苏省东海硅产业科技创新中心(72)发明人杨绍斌何林程尚栩薛喜利许帆孙跃军董伟杨芳王文博孟令强(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人宁佳(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)H01M4/587(2010.01)权利要求书1页说明书9页(54)发明名称一种石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法(57)摘要本发明的一种石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法，步骤为：取石墨烯残留炭，经干燥处理后，进行整形与分级处理，获得10-30μm粒度石墨烯残留物颗粒，加入到溶有碳前躯体的有机溶剂中，搅拌分散均匀后，100～200℃下处理1～5h，获得处理后产物，加热产物加经蒸发去除有机溶剂后，600-2400℃下处理0.5-240h，获得加热产物粉体，即为低温锂离子电池负极材料。该方法利用了氧化还原法制备石墨烯过程中的残留物，用于制备负极材料，有利于节约成本，解决了该类废弃物对环境的污染问题，且制备的材料锂离子在其中扩散速度快，适合做为低温锂离子电池负极材料使用。CN110817836ACN110817836A权利要求书1/1页1.一种石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤1，干燥：取石墨烯残留炭，将石墨烯残留物进行干燥处理；步骤2，负极材料制备：(1)将干燥后的石墨烯残留物进行整形与分级处理，获得石墨烯残留物颗粒，粒度为10-30μm；(2)将石墨烯残留物颗粒加入到溶有碳前躯体的有机溶剂中，搅拌分散均匀后，进行加热处理，获得处理后产物，其中，所述的加热温度为100～200℃，时间为1～5h；(3)加热产物加经蒸发去除有机溶剂后，进行加热处理，获得加热产物粉体，即为低温锂离子电池负极材料，其中，所述加热温度为600-2400℃，处理时间为0.5-240h。2.根据权利要求1所述的石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，所述步骤1中，石墨烯残留炭由石墨稀制备过程中获得，所述石墨稀制备方法为化学氧化还原法。3.根据权利要求1所述的石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，所述步骤2(1)中：整形采用涡旋式粉碎、气流粉碎或球磨粉碎方式进行；经粉碎后，粒度为10-50μm，整形后残留物振实密度为0.7～1.2g/cm3。4.根据权利要求1所述的石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，所述步骤2(2)中，有机溶剂为煤油、煤焦油或轻油。5.根据权利要求1所述的石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，所述步骤2(2)中，碳前躯体为沥青、酚醛树脂、糠醛树脂或聚丙烯晴。6.根据权利要求1所述的石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，所述步骤2(2)中，溶有碳前躯体的有机溶剂中按质量比，碳前驱体：有机溶剂＝1：(4～20)。7.根据权利要求1所述的石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，所述步骤2(3)中，加热操作在隔绝空气下进行，具体为真空加热，或氮气，氩气气氛保护下进行。8.根据权利要求1所述的石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，所述步骤2(3)中，对制备的低温锂离子电池负极材料进行测试，其比表面积小于5m2/g；以石墨烯为导电剂，将制备的负极材料装配电池测试电化学性能，其首次充放电效率达86-96％，可逆容量为360-600mAh/g，循环500次后容量保持率大于90％；-20℃时0.2C倍率下充放电，容量发挥88-99％；-40℃时0.2C倍率下充放电，容量发挥75-99％。2CN110817836A说明书1/9页一种石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法技术领域：[0001]本发明属于锂离子电池的负极材料制备技术领域，具体涉及一种石墨烯残留炭制备低温锂离子电池负极材料的方法。背景技术：[0002]低温锂离子电池材料是指在寒冷地区或低温情况下使用的锂离子电池，要求其在低温情况下具备很好的放电性能，以便在低温情况下使用。低温锂离子电池在北方广大的寒冷地区有广泛需求。锂离子电池主要由正负极活性材料、集流体、电解液环和隔膜等主要部分组成，其中负极材料对电池低温性能影响显著。目前锂离子电池常用的石墨负极材料由于层间距小，锂离子扩散性能不好，低温下性能差，不适