[发明专利]一种锂离子电池负极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括：将硝酸钠加入浓硫酸中，加入鳞片石墨粉，在冰水浴中搅拌后加入高锰酸钾，在冰水浴中搅拌混合，在30‑40℃下搅拌得混合液；向混合液中加入去离子水，搅拌混合，加入去离子水和过氧化氢溶液，搅拌混合，过滤、清洗加入分散剂中，超声分散得氧化石墨烯分散液；将铝粉加入氧化石墨烯分散液中，搅拌后加入还原剂，搅拌混合，过滤、清洗、干燥得铝‑还原氧化石墨烯复合物；将石墨加入分散剂中，混合均匀得石墨分散液，向石墨分散液中加入铝‑还原氧化石墨烯复合物混合均匀，将分散剂蒸发。本发明提出的锂离子电池负极材料的制备方法，过程简单，得到的负极材料体积膨胀小，循环放电稳定性好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池广泛应用于移动电子设备中，小型电子产品的多功能化和电动汽车的发展需要锂离子电池能量密度的增大。通过采用高比容量的负极材料能提升锂离子电池的能量密度。目前锂离子电池常用的负极材料是石墨，石墨的理论放电比容量是372mAh g^-1，对应的放电产物是LiC₆，石墨的嵌锂平台和锂-石墨化合物的脱锂平台分别是在0.1V(vs.Li/Li⁺)附近和0.25V(vs.Li/Li⁺)附近。铝的理论放电比容量是2235mAh g^-1，对应的放电产物是Li₉Al₄(Nature Communications,2015,6:7872)，铝的嵌锂平台和锂-铝化合物的脱锂平台分别是在0.2V(vs.Li/Li⁺)附近和0.45V(vs.Li/Li⁺)附近。与石墨相比，铝具有较高的理论放电比容量，通过采用铝作为负极反应物质能提高锂离子电池的能量密度，此外，铝的导电性较好，这有利于铝用作负极材料。

在嵌锂和脱锂过程中，铝的体积会膨胀和收缩，铝的体积变化是在100％附近，铝的体积变化造成电极表面的固态电解质界面膜(SEI)破裂，SEI膜破裂后会重新生成，这导致SEI膜增厚，SEI膜的增厚阻碍锂离子的迁移及降低放电容量。此外，铝的体积膨胀收缩破坏电极导电结构，这降低电极的导电性。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池负极材料的制备方法，其过程简单，得到的负极材料体积膨胀小，循环放电稳定性好。

本发明提出的一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将硝酸钠加入浓硫酸中，加入鳞片石墨粉，在冰水浴中搅拌混合后加入高锰酸钾，在冰水浴中搅拌混合90-110min，然后在30-40℃下搅拌120-140min得混合液；

S2、向混合液中加入去离子水，搅拌混合30-50min，加入去离子水和过氧化氢溶液，搅拌混合10-30min，过滤、清洗后加入到分散剂中，超声分散得到氧化石墨烯分散液；

S3、将铝粉加入氧化石墨烯分散液中，搅拌均匀后加入还原剂，搅拌混合50-70min，经过滤、清洗、干燥得到铝-还原氧化石墨烯复合物；

S4、将石墨加入到分散剂中，混合均匀制得石墨分散液，向石墨分散液中加入铝-还原氧化石墨烯复合物混合均匀，将分散剂蒸发后得到所述锂离子电池负极材料。

优选地，在S1中，所述浓硫酸的质量分数为95-98wt％。

优选地，所述浓硫酸的质量分数为98wt％。

优选地，在S2中，所述过氧化氢溶液的质量分数为25-35wt％。

优选地，所述过氧化氢溶液的质量分数为30wt％。

优选地，在S1、S2和S3中，所述搅拌为磁力搅拌。