[发明专利]一种复合负极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合负极材料及其制备方法和应用，该复合负极材料，按照重量份的原料包括：石墨尾矿31‑39份、硝酸钇3‑7份、氯铂酸13‑21份、环氧树脂E51 5‑12份、二亚乙基三胺3‑7份、石墨10‑20份。将石墨尾矿、硝酸钇混合研磨、与氯铂酸溶液混合加热搅拌；然后加入二亚乙基三胺溶液加热搅拌，再经抽滤、洗涤、干燥后再与石墨混合均匀、并粉碎，再与环氧树脂E51混合、煅烧即得。本发明制得的负极材料具有良好的电化学性能，能提高锂离子电池的可逆比容量、充放电效率、循环性能稳定及倍率性能；还能对石墨尾矿再次利用，而且效果极为显著，制备工艺简单，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体是一种复合负极材料及其制备方法和应用。

背景技术

与传统的铅酸、镍镉二次电池相比，锂离子电池具有工作电压高、比能量高、工作温度范围宽、放电平稳、循环寿命长、无记忆效应等优点，因此其作为一种新型储能电源广泛应用于通信设备、电动工具、航空航天等领域。

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。目前石墨是主要的商品化的锂离子电池炭负极材料。石墨烯也越来越受重视，但是石墨、石墨烯价格昂贵，应用受限。而石墨尾矿成本低，占用大量地表，使土地受到破坏，也极易发生滑坡、泥石流事故，但是石墨尾矿在电池中的效果太差，无法直接使用，需要对其进行处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合负极材料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种复合负极材料，按照重量份的原料包括：石墨尾矿31-39份、硝酸钇3-7份、氯铂酸13-21份、环氧树脂E51 5-12份、二亚乙基三胺3-7份、石墨10-20份。

作为本发明进一步的方案：所述复合负极材料，按照重量份的原料包括：石墨尾矿33-37份、硝酸钇4-6份、氯铂酸15-19份、环氧树脂E51 7-10份、二亚乙基三胺4-6份、石墨12-18份。

作为本发明进一步的方案：所述复合负极材料，按照重量份的原料包括：石墨尾矿35份、硝酸钇5份、氯铂酸17份、环氧树脂E51 8份、二亚乙基三胺5份、石墨15份。

一种复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将氯铂酸与其质量7.5-8倍的去离子水混合，制得氯铂酸溶液；将二亚乙基三胺与其质量4.5-5倍的去离子水混合，制得二亚乙基三胺溶液；

2)将石墨尾矿、硝酸钇混合研磨、过100-150目筛，然后与氯铂酸溶液混合，升温至58-60℃并在该温度下搅拌处理50-60min，然后升温至120-125℃并在该温度下密封搅拌处理25-30min；然后加入二亚乙基三胺溶液，并在80-82℃的温度下搅拌处理1.5-1.8h，再经抽滤、洗涤、干燥制得混合物A；

3)将混合物A与石墨混合均匀、并粉碎过120-150目筛，再与环氧树脂E51混合均匀，然后在保护气氛中、500℃的温度下煅烧5.5-6h，然后再在1500-1600℃的温度下煅烧8-10h即得。

作为本发明进一步的方案：保护气氛采用氦气、氮气、氩气中的一种。

作为本发明进一步的方案：步骤2)中，与氯铂酸溶液混合后的搅拌速度为250-300r/min。

作为本发明进一步的方案：步骤2)中，加入二亚乙基三胺溶液后的搅拌速度为180-200r/min。

本发明另一目的是提供所述复合负极材料在电池中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：