[发明专利]一种低温锂离子电池的碳基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种低温锂离子电池的碳基复合材料，其特征在于，包括：多壁碳纳米管和膨胀石墨，所述膨胀石墨由多片石墨片层构成，每片石墨片层上有网筛状的孔洞，所述多壁碳纳米管支撑于所述多片石墨片层之间，其制备方法步骤为：

(1)称取可膨胀的石墨粉末放入金属密闭容器中，置于马弗炉中高温膨化，得到膨胀石墨；

(2)将所述膨胀石墨超声分散在水中，得到均匀的膨胀石墨水溶液；

(3)将多壁碳纳米管超声分散在水中，得到碳纳米管水溶液；

(4)将所述膨胀石墨水溶液和所述碳纳米管水溶液超声混合均匀后，加入ZnCl₂水溶液，磁力搅拌至均匀混合，得到混合溶液；

(5)将所述混合溶液进行高温干燥，制得样品；

(6)将所述样品用研钵研磨成粉末放入管式炉中在氩气环境下进行高温活化，得到活化样品；

(7)将所述活化样品分别用盐酸、去离子水进行离心洗涤、干燥，得到低温锂离子电池的碳基复合材料。

2.一种低温锂离子电池的碳基复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)称取可膨胀的石墨粉末放入金属密闭容器中，置于马弗炉中高温膨化，得到膨胀石墨；

(2)将所述膨胀石墨超声分散在水中，得到均匀的膨胀石墨水溶液；

(3)将多壁碳纳米管超声分散在水中，得到碳纳米管水溶液；

(4)将所述膨胀石墨水溶液和所述碳纳米管水溶液超声混合均匀后，加入ZnCl₂水溶液，磁力搅拌至均匀混合，得到混合溶液；

(5)将所述混合溶液进行高温干燥，制得样品；

(6)将所述样品用研钵研磨成粉末放入管式炉中在氩气环境下进行高温活化，得到活化样品；

(7)将所述活化样品分别用盐酸、去离子水进行离心洗涤、干燥，得到低温锂离子电池的碳基复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述可膨胀的石墨粉末的质量为1～2g，所述马弗炉中的温度为950-1050℃，所述高温膨化时间为28-32s。

4.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述膨胀石墨的质量为0.7-1g，所述水的体积为40-60ml，步骤(2)中，在超声分散时加入PEGMO，所述PEGMO的加入量为1-3ml。

5.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述多壁碳纳米管的质量为20-40mg，所述水的体积为20-50ml，所述多壁碳纳米管的直径为20-40nm。

6.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中在超声分散前，在水中加入SDBS，所述SDBS的加入量为2-4mg。

7.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中加入18-22ml 0.6mol/L的ZnCl₂水溶液，所述超声混合时间为28-32min，所述磁力搅拌时间为3-5h。

8.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述高温干燥为：在90-110℃条件下鼓风干燥9-12h。

9.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(6)中所述高温活化的温度为950-1050℃，时间为1-3h。

10.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的碳基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(7)中所述盐酸浓度为5％。