[发明专利]一种块状石墨基负极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种块状石墨基负极材料及其制备方法和应用，所述块状石墨基负极材料，按照重量份的原料包括：块状石墨28‑36份、聚环氧琥珀酸10‑20份、丙烯酸丁酯0.7‑1.5份、甲基三乙酰氧基硅烷7‑15份。将块状石墨粉碎、与聚环氧琥珀酸溶液混合加热密封搅拌处理，然后加入甲基三乙酰氧基硅烷溶液加热搅拌处理，再经抽滤、洗涤、干燥制得混合物A；将混合物A与丙烯酸丁酯混合均匀，然后在保护气氛中、煅烧即得。本发明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；能对块状石墨的利用率提高，采用本发明制备的负极片反弹、膨胀小，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，具体是一种块状石墨基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。而块状石墨品位很高，晶体排列杂乱无章，呈致密块状构造。目前，科研工作者主要对鳞片石墨作锂离子电池负极材料进行了大量研究，而块状石墨则鲜有研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种块状石墨基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：

一种块状石墨基负极材料，按照重量份的原料包括：块状石墨28-36份、聚环氧琥珀酸10-20份、丙烯酸丁酯0.7-1.5份、甲基三乙酰氧基硅烷7-15份。

作为本发明进一步的方案：所述块状石墨基负极材料，按照重量份的原料包括：块状石墨30-34份、聚环氧琥珀酸12-18份、丙烯酸丁酯0.9-1.3份、甲基三乙酰氧基硅烷9-13份。

作为本发明进一步的方案：所述块状石墨基负极材料，按照重量份的原料包括：块状石墨32份、聚环氧琥珀酸15份、丙烯酸丁酯1.1份、甲基三乙酰氧基硅烷11份。

一种块状石墨基负极材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚环氧琥珀酸与其质量7-8倍的去离子水混合，制得聚环氧琥珀酸溶液；将甲基三乙酰氧基硅烷与其质量9-10倍的去离子水混合，制得甲基三乙酰氧基硅烷溶液；

2)将块状石墨粉碎、过200目筛，然后与聚环氧琥珀酸溶液混合，升温至140-142℃并在该温度下密封搅拌处理50-55min，然后降温至88-91℃并在该温度下密封搅拌处理65-70min；然后加入甲基三乙酰氧基硅烷溶液，并在70-75℃的温度下搅拌处理1.5-1.6h，再经抽滤、洗涤、干燥制得混合物A；

3)将混合物A与丙烯酸丁酯混合均匀，然后在保护气氛中、以1℃/min的升温速度升温至600℃并在该温度下煅烧5h，然后再在0.5℃/min的升温速度升温至1650℃并在该温度下煅烧5h，然后以1.5℃/min的升温速度升温至2800℃并在该温度下煅烧3h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，与聚环氧琥珀酸溶液混合后的搅拌速度为300r/min。

作为本发明进一步的方案：步骤2)中，加入甲基三乙酰氧基硅烷溶液后的搅拌速度为150r/min。

本发明另一目的是提供所述块状石墨基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：