[发明专利]基于表面电沉积金属/石墨烯复合层的锂离子电池优化方法

说明书

一种基于表面电沉积金属/石墨烯复合层的锂离子电池优化方法，以人造石墨粉末表面电沉积金属/石墨烯复合层制作锂离子电池的负极，即将单层氧化石墨烯分散液与人造石墨粉分散液混合后以金属盐溶液作为电镀液经过电沉积，再将表面电沉积金属/石墨烯复合层的人造石墨粉末从反应得到的混合液中提取得到。本发明操作简单且制备得到的材料作为锂离子电池负极时，不仅有较高的首次库伦效率，还可以具备较高的比容量和较好的倍率性能。

技术领域

本发明涉及的是一种石墨烯领域的技术，具体是一种基于表面电沉积金属/石墨烯复合层的锂离子电池优化方法。

背景技术

现有的锂离子电池负极材料表面处理主要通过预锂化、表面氧化、氟化等方法，其中预锂化特点为在负极电极极片表面进行预充放电反应，提高库伦效率，缺点为受限于极片尺寸，再次加工应用范围较小；表面氧化和氟化处理一般采用化学修饰方法在负极材料表面引入-COOH、-OH、-NO₂等官能团，一定程度上阻碍电解质和锂离子的共嵌入，虽然有利于材料表面稳定SEI膜的形成，从而提高锂离子电池的循环稳定性，但化学修饰反应效率低，受化学反应动力学影响，均匀程度难以保证，优化效果有限。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于表面电沉积金属/石墨烯复合层的锂离子电池优化方法，操作简单且制备得到的材料作为锂离子电池负极时，不仅有较高的首次库伦效率，还可以具备较高的比容量和较好的倍率性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于表面电沉积金属/石墨烯复合层的锂离子电池优化方法，以人造石墨粉末表面电沉积金属/石墨烯复合层制作锂离子电池的负极。

所述的人造石墨粉末表面电沉积金属/石墨烯复合层，将单层氧化石墨烯分散液与人造石墨粉分散液混合后以金属盐溶液作为电镀液经过电沉积，再将表面电沉积金属/石墨烯复合层的人造石墨粉末从反应得到的混合液中提取得到。

所述的锂离子电池的负极，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，将上述表面电沉积金属/石墨烯复合层的人造石墨粉末、导电炭黑和聚偏氟乙烯(PVDF)混合后加入作为溶剂的N-甲基吡咯烷酮(NMP)，搅拌均匀成泥浆状涂覆于铜箔表面并干燥后制成。

所述的电沉积，采用但不限于在电镀装置中，以不锈钢作为阳极，以装有混合后的单层氧化石墨烯分散液与人造石墨粉分散液的不锈钢筒作为阴极，金属盐溶液为镀液，在搅拌环境下施加电压。

所述的电压，优选为：1 V～5 V。

所述的电沉积处理时间，优选为：30 s～60 min。

所述的搅拌，优选速度为：30转/min～80 转/min。

所述的氧化石墨烯分散液，通过将氧化石墨烯超声分散于水中得到。

所述的人造石墨粉分散液，通过将人造石墨粉末超声分散于水中得到。

所述的人造石墨粉末包括：D₁₀：6～8 μm、D₅₀: 15～18 μm以及D₉₀:50～60 μm。

所述的氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯与人造石墨粉分散液中的人造石墨粉末的质量比为1:20～1:2000。

所述的镀液，采用但不限于硫酸镁、硫酸铜、硫酸镍、硫酸锡、氯化镁、氯化铜、氯化镍或氯化锡溶液。

所述的提取，采用但不限于抽滤、干燥处理。

所述的干燥，优选在60 ℃下真空干燥24 h。

所述的表面电沉积金属/石墨烯复合层的人造石墨粉末、导电炭黑和聚偏氟乙烯的质量比为8:1:1。