[发明专利]一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料其制备方法

说明书

本发明提供一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料其制备方法，涉及锂电池负极材料技术领域。本发明珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下原料：镍盐、蒙脱石、改性石墨烯、乙炔黑、膨胀剂、去离子水。本发明通过添加蒙脱石、改性石墨烯、乙炔黑，制备了珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，该负极材料在电池循环期间锂离子的反复嵌入与脱出过程中不易出现“粉化“和”团聚”现象，提高了氧化锡的电化学性能，循环稳定性好，从而促进该负极材料在锂离子电池中的广泛应用。

技术领域

本发明涉及锂电池负极材料技术领域，特别是涉及一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料其制备方法。

背景技术

随着经济的高速发展，人类面临着能源危机和环境污染的严峻挑战，世界各国都不断寻求更加清洁环保的绿色能源，锂离子电池由于其能量密度高，循环性能好，自其商品化以来已经得到了广泛的应用，逐渐取代了传统的铅酸电池等化学电源。特别是随着能源与环境问题的日益凸显，新能源产业得到了越来越多的重视。 锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液构成，其中能否制备能量密度高、功率密度高、循环寿命长、成本低的负极材料是该研究方向最具活力的分支之一，也是制约锂离子电池能否继续向混合动力汽车、航天航空等高科技领域发展的决定因素。锂电池的正极材料研究相对较多，无论从材料种类的选择还是改性，都达到了较高的水平。随着正极材料的发展，特别是在动力电池中的应用，现有以碳为主的负极材料越来越不适应发展的需要。负极材料作为储锂的主体，其容量和稳定性是影响性能的关键。

目前商业化的锂电池基本采用石墨碳材料作为负极材料，石墨的理论容量仅为372mAhg-1，由于石墨材料自身的结构和性质的制约，其循环性能、倍率性能和功率低已经限制其进一步应用。因此，开发比容量较高、循环性能较好及成本较低的非碳负极材料，已经引起业界的关注。其中，氧化镍作为负极材料具有高理论比容量，价格低廉，已成为研究热点之一。

氧化锡因为具有高比容量( 理论充放电容量为790mAh/g)、低嵌锂电势、安全性能好等优点而倍受关注，而且氧化锡资源丰富，价格便宜，对环境污染小，有望替代碳材料成为新型锂电池负极材料，曾被认为是碳负极材料最有希望的代替物，它也存在一些缺点，如首次充放电过程中体积膨胀高达50%以上，循环期间锂离子的反复嵌入与脱出过程中易出现“粉化“和”团聚”现象，这些都导致氧化锡的电化学性能迅速下降，循环稳定性较差，从而限制了它在锂离子电池中的广泛应用。

因此，研制一种电化学性能好，循环稳定的氧化锡锂电池负极材料尤为重要，将会对现有锂离子电池的发展起到重要的推动作用。

发明内容

针对现有技术中氧化锡锂电池负极材料电化学性能迅速下降，循环稳定性较差的技术问题，为解决上述问题，本发明提供一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料其制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料，所述珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐20-40份、蒙脱石20-40份、改性石墨烯20-35份、乙炔黑15-30份、膨胀剂3-9份、去离子水20-50份。

优选的，所述珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐25-35份、蒙脱石25-35份、改性石墨烯25-30份、乙炔黑18-26份、膨胀剂5-7份、去离子水30-40份。

优选的，所述珍珠棉状氧化锡锂电池负极材料包括以下重量份的原料：镍盐30份、蒙脱石30份、改性石墨烯28份、乙炔黑23份、膨胀剂6份、去离子水35份。

优选的，所述改性石墨烯的改性方法为：将石墨烯与占石墨烯质量7-12%的氧化镍混合均匀，放入氮气气氛下的碳化炉中，将碳化炉以2℃/min的升温速率升温至500-800℃，保温3-5h，在该温度下保持6小时，冷却只室温，改性石墨烯。

优选的，所述镍盐为硝酸镍、六水硝酸镍、氯化镍、硫酸镍中的一种。