[发明专利]一种混合膨胀石墨作为锂离子电容器负极材料的应用

说明书

本发明公开了一种混合膨胀石墨作为锂离子电容器负极材料的应用，本发明中锂离子电容器包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其中负极片所用的负极材料采用微晶石墨和鳞片石墨混合制备混合膨胀石墨材料，然后以此为原料制备锂离子电容器，中国的微晶石墨储量大，价格便宜，大多为低附加值利用，本发明为微晶石墨提供了一种高附加值利用途径。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，更具体的，涉及一种混合膨胀石墨作为锂离子电容器负极材料的应用。

背景技术

膨胀石墨是一种炭素材料。采用可膨胀石墨为原料，经高温(通常为700～1200℃)处理时，插入膨胀石墨层间的物质急剧分解，产生的气体在可膨胀石墨层间域中 形成高压并沿c轴方向高倍地扩张，体积密度由0.7～1.8g/cm3变为0.003～0.03g/cm3， 膨胀倍数达数十至数百倍。由于膨胀石墨结构松散，多孔而呈蠕虫状，表面积大，表面能高，因而具有优异的液相吸附性能，良好的可塑性，较好的柔韧性、延展性以及密封性，因此被广泛应用于环保、机械、化工、航空航天、原子能等领域。

目前，采用天然石墨为原料制备膨胀石墨材料的技术中所使用的原料一般为晶质大鳞片石墨。晶质石墨鳞片大，集合体取向性好。但在电池和超级电容器电极材料中，需要取向性差、均质性好的石墨材料，为此常将晶质石墨进行球形化处理，但结果并不理想。 而微晶石墨颗粒细小，集合体取向性差、均质性好，经膨胀处理后所获得的膨胀微晶石墨具有更优异的电性能。

因此，我们可以综合两种石墨各自的优势，将微晶石墨与微晶石墨混合一起膨化制备混合膨胀石墨，得到的混合膨胀石墨将拥有更好的电化学性能，也能作为更好的吸附材料，比表面积较之前也会有很大的提升，现在还未见有关于以微晶石墨和鳞片石墨混合为原料制备膨胀石墨材料技术方法的研究报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种混合膨胀石墨作为锂离子电容器负极材料的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种混合膨胀石墨作为锂离子电容器负极材料的应用，所述锂离子电容器包括正极片、负极片、电解液和隔膜，所述负极片的制备方法为：首先向搅拌分散机内注入130wt％的去离子水，再向搅拌罐内加入1.5wt％的羧甲基纤维素钠，以30r/min的转速搅拌60min；向搅拌罐中加入95wt％的微膨胀石墨和2wt％的导电炭黑，待充分润湿后，抽真空至-0.098Mpa，以50r/min的转速真空搅拌240min；向搅拌罐内加入1.5wt％的丁苯橡胶，抽真空至-0.098Mpa，以30r/min的转速真空搅拌 90min；将上述浆料过200目筛；利用转移式涂布机涂布于10μm厚的贯穿多孔铜箔的正反两面上，干燥之后单面涂布厚度为60μm，涂布速度为3m/min，并在鼓风干燥箱中90℃下烘干；将干燥后的极片利用辊压机压实后得到负极极片；

其中，所述混合膨胀石墨材料的制备方法如下：

S1.取鳞片石墨和微晶石墨质量比为1:1进行球磨，至粒度200目，为混合料；所述鳞片石墨含碳量不低于85%，所述微晶石墨为郴州市鲁塘石墨粉，其碳含量为70~80%；球磨过程球料比为6:1，球磨时间为6h，转速为500r/min；

S2.将S1所得混合料置于马弗炉中，在惰性气氛下以30℃/min的速率升温至500℃，保温20min，空冷至室温待用；

S3.将S2热处理之后的混合料进行化学插层处理，得可膨胀混合石墨；

S4.将S3所得可膨胀混合石墨放入马弗炉中在1000℃进行膨胀30s，得混合膨胀石墨材料；

其中：步骤S3化学插层具体步骤如下:

S31.将高氯酸与步骤S2所得混合粉体按液固比为20：1L/Kg混合搅拌均匀；