[发明专利]一种改性块状石墨材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性块状石墨材料及其制备方法和应用，该改性块状石墨材料，按照重量份的原料包括：块状石墨35‑45份、脱氢乙酸7‑15份、三乙烯四胺13‑21份、柠檬酸三丁酯0.5‑1.2份。将块状石墨粉碎、与三乙烯四胺溶液混合加热密封搅拌处理；然后加入脱氢乙酸溶液搅拌，再经抽滤、洗涤、干燥制得混合物A；将混合物A与柠檬酸三丁酯混合均匀，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，而且效果极为显著。采用本发明制备的负极片反弹、膨胀小。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体是一种改性块状石墨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改性块状石墨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：

一种改性块状石墨材料，按照重量份的原料包括：块状石墨35-45份、脱氢乙酸7-15份、三乙烯四胺13-21份、柠檬酸三丁酯0.5-1.2份。

作为本发明进一步的方案：所述改性块状石墨材料，按照重量份的原料包括：块状石墨38-42份、脱氢乙酸9-13份、三乙烯四胺15-19份、柠檬酸三丁酯0.7-1份。

作为本发明进一步的方案：所述改性块状石墨材料，按照重量份的原料包括：块状石墨40份、脱氢乙酸11份、三乙烯四胺17份、柠檬酸三丁酯0.8份。

一种改性块状石墨材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将三乙烯四胺与其质量7.5-8倍的去离子水混合，制得三乙烯四胺溶液；将脱氢乙酸与其质量5.5-6倍的去离子水混合，制得脱氢乙酸溶液；

2)将块状石墨粉碎、过200目筛，然后与三乙烯四胺溶液混合，升温至83-86℃并在该温度下密封搅拌处理75-80min，然后升温至128-130℃并在该温度下密封搅拌处理45-50min；然后加入脱氢乙酸溶液，并在72-75℃的温度下搅拌处理1.7-1.8h，再经抽滤、洗涤、干燥制得混合物A；

3)将混合物A与柠檬酸三丁酯混合均匀，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3.5-4h，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，与三乙烯四胺溶液混合后的搅拌速度为180r/min。

作为本发明进一步的方案：步骤2)中，加入脱氢乙酸溶液后的搅拌速度为220r/min。

本发明另一目的是提供所述改性块状石墨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：