[发明专利]抗坏血酸改性石墨的制备方法

说明书

 

技术领域

     本发明属于化学电池制备领域，尤其涉及一种抗坏血酸改性石墨的制备方法。

背景技术

天然石墨被广泛用作锂离子电池的负极材料，但天然石墨与电解液的相容性较差，在嵌／脱锂过程中易发生石墨层的剥离而导致循环性能下降，因而限制了纯天然石墨在锂离子电池中的应用。

随着各种小型便携式电子产品以及电动自行车的广泛普及和发展，新一代电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）的商业化开发，对锂离子电池的能量密度及性能提出了更高的要求。传统的碳系负极材料在比容量、比能量方面都已经不能满足下一代新型锂离子电池负极材料的需要，因此开发新型的碳系负极材料具有极为重要的意义。

发明内容

 一种抗坏血酸改性石墨的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）用高锰酸钾将天然石墨进行氧化处理，得到混合物A；

（2）将混合物A和抗坏血酸按比例混合，并在去离子水中进行超声分散，得到混合物B；

（3）将混合物B进行干燥，然后在700℃～900℃的惰性气体保护下碳化烧结2～4 小时，即得所述的抗坏血酸改性石墨。

优选地，步骤（1）中所述的天然石墨和高锰酸钾的质量比为1：（0.05~0.2）。

优选地，步骤（1）中所述的氧化处理包括以下步骤：氧化温度为800℃～1000℃，氧化时间为10～40 秒。

优选地，步骤（2）中所述的混合物A和抗坏血酸的质量比为2：（0.5~1）。

本发明的有益效果如下：

1. 本发明采用抗坏血酸改性石墨，抗坏血酸具有广泛易得、价格低廉等优点，可降低改性石墨的成本，进一步降低其作为负极材料生产电池的成本。

2. 用本发明提供的方法制备而成的改性石墨，在高度石墨化碳材料表面包覆一层抗坏血酸无定形碳材料，制备出具有核-壳结构的复合碳材料，改善了石墨材料的电化学性能，不但能够提高电极与电解液的兼容性，在随后的循环过程中阻止溶剂的插入，降低了不可逆损失；而且其外层包覆物固定了石墨片，在Li⁺反复脱嵌改变石墨体积时，阻止石墨层的脱落。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

    一种抗坏血酸改性石墨的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将天然石墨和高锰酸钾的质量比为1：0.05混合，在温度为800℃下氧化处理40秒，得到混合物A；

（2）将混合物A和抗坏血酸按质量比为2：1的比例混合，并在去离子水中进行超声分散，得到混合物B；

（3）将混合物B进行干燥，然后在700℃～800℃的惰性气体保护下碳化烧结3～4 小时，即得所述的抗坏血酸改性石墨。

实施例2

    一种抗坏血酸改性石墨的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将天然石墨和高锰酸钾的质量比为1：0.2混合，在温度为1000℃下氧化处理10秒，得到混合物A；

（2）将混合物A和抗坏血酸按质量比为2：0.8的比例混合，并在去离子水中进行超声分散，得到混合物B；

（3）将混合物B进行干燥，然后在800℃～900℃的惰性气体保护下碳化烧结2～3小时，即得所述的抗坏血酸改性石墨。

实施例3

    一种抗坏血酸改性石墨的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将天然石墨和高锰酸钾的质量比为1：0.1混合，在温度为900℃下氧化处理30 秒，得到混合物A；

（2）将混合物A和抗坏血酸按质量比为2：0.5的比例混合，并在去离子水中进行超声分散，得到混合物B；

（3）将混合物B进行干燥，然后在750℃～850℃的惰性气体保护下碳化烧结2.5小时，即得所述的抗坏血酸改性石墨。