[发明专利]一种用于锂离子电池负极材料中的球状石墨材料的制备方法和应用

说明书

本发明属于锂离子电池负极材料技术领域，公开了一种球状石墨材料及其制备方法和应用。本发明将球状石墨与酸溶液混合，加热至60～85℃，搅拌20～30h，然后使用去离子水稀释，过滤，烘干，即得到改性球状石墨材料；其中，酸溶液为硫酸溶液和硝酸溶液中的一种或两种，球状石墨的质量和酸溶液的体积比为0.3～0.6g:50～80mL。本发明采取液相氧化技术制备得到接触性较好的氧化改性的球状石墨负极材料，将其用作于锂离子电池负极材料，具有605.1mAhgsupgt;‑1/supgt;的高可逆比容量，相较于未改性的球状石墨材料，可逆比容量提高了34.8％。而且，该制备方法过程简单，易于操作，生产成本低，适合工业化应用。

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料技术领域，尤其涉及一种球状石墨材料及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池具有容量高，循环寿命长，无污染，安全性好等特性，已经越来越多的应用于便携电子产品和动力电池领域。随着技术的不断进步，人们对锂离子电池提出了更高的要求，具有高能量密度、高倍率性能、长循环寿命、高安全系数等性能的锂离子电池逐渐成为人们的研究热点。

目前商品锂离子电池大多采用石墨等碳质负极，虽然石墨负极材料已经商品化，但仍然存在一些问题。例如，石墨的理论容量为372mAh/g，难以满足高容量的需求，而且，天然石墨易与电解液发生反应，使溶剂分子共嵌入而造成石墨层的剥离，造成电池的可逆容量变低，循环性能下降；人造石墨负极材料循环寿命较长，大倍率充放电性能良好，但其生产工艺复杂，成本较高。上述缺陷限制了石墨类材料在锂离子电池中的进一步应用，因此，如何对石墨进行改性，进一步提高其充放电性能，以满足锂离子电池的应用需求，是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球状石墨材料及其制备方法和应用，解决目前天然石墨以及人造石墨材料存在的问题，提高石墨负极材料的充放电性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种球状石墨材料的制备方法，包括以下步骤：

将球状石墨与酸溶液混合，加热，搅拌，然后使用去离子水稀释，过滤，烘干，得到改性球状石墨材料。

优选的，在上述一种球状石墨材料的制备方法中，所述球状石墨为纯2H相球状石墨，粒度为1~6μm，比表面积为1~3m²/g。

优选的，在上述一种球状石墨材料的制备方法中，所述酸溶液为硫酸溶液和硝酸溶液中的一种或两种。

优选的，在上述一种球状石墨材料的制备方法中，所述硫酸溶液的浓度为1~5mol/L。

优选的，在上述一种球状石墨材料的制备方法中，所述硝酸溶液的浓度为1~10mol/L。

优选的，在上述一种球状石墨材料的制备方法中，所述球状石墨的质量和酸溶液的体积比为0.3~0.6g:50~80mL。

优选的，在上述一种球状石墨材料的制备方法中，所述加热温度为60~85℃。

优选的，在上述一种球状石墨材料的制备方法中，所述搅拌速率为300~800r/min。

优选的，在上述一种球状石墨材料的制备方法中，所述搅拌时间为20~30h。

优选的，在上述一种球状石墨材料的制备方法中，所述烘干温度为70~90℃，烘干时间为12~24h。

本发明还提供了一种球状石墨材料的制备方法制得的球状石墨材料。

本发明还提供了一种球状石墨材料的制备方法制得的球状石墨材料在锂离子电池负极材料中的应用。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：