[发明专利]一种锂离子电池负极用锡碳复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极用锡碳复合材料的制备方法。

背景技术

随着各种便携式电子设备及电动汽车的广泛应用和快速发展，人们对各类电产品电源的需求和性能要求也越来越高，锂离子二次电池以其高功率特性等优越的综合性能在近十年来成功并广泛应用于移动电子终端设备领域。

目前石墨类负极材料的比容量约为330～350mAh/g，无法满足人们对高容量电极的需求。锡基合金材料以高比能量(994mAh/g)、高倍率、高安全性等特点，引起了人们的广泛关注。但合金材料在脱嵌锂反应时产生较大的体积膨胀收缩，电极材料易开裂粉化，活性物质内部丧失电接触，导致材料电化学性能恶化。目前关于锡碳负极材料的制备往往过于复杂，或者原料过于昂贵导致成本较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有锂离子电池负极材料的上述不足，提供一种锂离子电池负极用锡碳复合材料的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

该方法包括如下步骤：

（1）将合成树脂充分溶解于醇类溶剂中；

（2）在搅拌和超声的作用下，首先向步骤（1）的溶液中加入锡盐，搅拌3－8小时后，向溶液中加入石墨，搅拌2－5小时；

（3）向溶液中逐滴加入氨水，滴加至体系pH值为8，此时体系为凝胶状；

（4）将体系在130－140°C下真空干燥，保持4－6小时；

（5）对步骤（4）中的产品进行机械球磨，而后升温至900－1100°C，在惰性气体氛围中保持2－5小时。

具体地，合成树脂的质量份额为10-25份，锡盐的质量份额为5-20份，所述石墨的质量份额为40-75份；合成树脂为酚醛树脂或呋喃树脂；醇类溶剂为正丁醇或正丙醇；锡盐为二氯化锡、四氯化锡和五水四氯化锡中的至少一种；氨水的质量体积分数为15－25%；步骤（5）中惰性气体是氮气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气中的任一种或几种。

优选地，步骤（3）中滴加氨水时体系温度维持在50－90°C；步骤（5）中机械球磨至产品的目数为80－120目；步骤（5）中的升温速度为5－15°C/min。

本发明公开了一种锂离子电池负极用锡碳复合材料的制备方法。该方法采用醇类溶剂体系，同时给予充分的搅拌和超声作用，使得体系中的锡、石墨和合成树脂能够充分混合均匀，在后续干燥的步骤中设置了球磨这一步骤，减小颗粒体积，从而进一步保证了产品的循环性能，最终产品的首次放电容量可以达到1537.5mAh/g，首次效率95.6%，循环220次仍可以保持90%的容量。

具体实施方式

下面将结合本发明的具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

表1实施例一中各原料的质量份额

原料醛酚树脂二氯化锡石墨质量份额（份）151050

按照如表1中所列各组分的质量份额，

（1）将醛酚树脂充分溶解于正丁醇中，溶液浓度为重量百分比5%；

（2）在搅拌和超声的作用下，首先向步骤（1）的溶液中加入二氯化锡，搅拌3－8小时后，向溶液中加入石墨，搅拌2－5小时；

（3）向溶液中逐滴加入质量体积分数为15－25%的氨水，体系温度维持在50－90°C，滴加至体系pH值为8，此时体系为凝胶状；

（4）将体系在130－140°C下真空干燥，保持4－6小时；