[发明专利]一种石墨复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨复合材料及其制备方法，该石墨复合材料包括石墨和包覆在石墨表面的表面改性剂，所述表面改性剂为金属化合物、聚合物以及无机碳中至少一种，所述表面改性剂与石墨的质量比为0.0001‑0.2。其在石墨表面包覆表面改性剂，得到的石墨复合材料振实密度高、比表面积小、放电容量和首次充放电效率高，大大提高了石墨的倍率以及循环稳定性并降低石墨电极的膨胀。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，更具体的说是涉及一种石墨复合材料及其制备方法。

背景技术

对于负极材料，现阶段石墨依然是主导材料，依据其来源不同石墨可细分为人造石墨和石墨，其中石墨以其高质量容量、高压实密度、低廉的价格、来源广泛等优势占据着3C产品锂电池负极材料市场的主要地位，但是在将其应用于动力电池过程中其性能需要进一步改善，特别是倍率性能以及循环性能。石墨用作锂离子电池负极材料具有比容量高、放电平缓、放电平台低等优点。但是石墨在有机电解液中使用时，首次充放电库仑效率低，循环性能较差，在PC基电解液中甚至无法进行可逆嵌脱锂。这是因为石墨特殊的层状结构对有机电解液敏感，和电解液相容性差。

专利CN101685858 A公开了一种通过对其施予各向同性压力，从而获得各向同性度高的石墨电极材料。这种方法能够有效的构筑各向同性材料，但在制备过程过中，鳞片石墨会进一步的破碎和断裂，从而在球形表面和内部会暴露出更多缺陷位点，造成电极材料循环性能变差。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种石墨复合材料及其制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种石墨复合材料，包括石墨和包覆在石墨表面的表面改性剂，所述表面改性剂为金属化合物、聚合物以及无机碳中至少一种，所述表面改性剂与石墨的质量比为0.0001-0.2。本方案在石墨表面包覆表面改性剂，得到的石墨复合材料振实密度高、比表面积小、放电容量和首次充放电效率高，大大提高了石墨的倍率以及循环稳定性并降低石墨电极的膨胀。表面改性剂与石墨的质量比为0.0001-0.2，以保证表面改性剂再石墨表面包覆效果，包覆层较薄，有利于倍率性能以及循环稳定性的发挥。

一种石墨复合材料的制备方法，该石墨复合材料为上述的石墨复合材料，包括以下步骤：

A、称取石墨、表面改性剂加入高速搅拌机中，混合均匀；

B、放入融合机中进行融合，通入N2、Ar、He等惰性保护气体，融合速率为20-50HZ，转速为500-1000rmp，融合时间为5-40min；

C、再放入管式炉中，在氮气气氛中进行加热到500-1000℃，升温速率为1-10℃/min，保温时间2-10h，即可得石墨复合材料。

石墨在融合过程中可有效的对其各项同性结构进行改善，同时石墨外层的表面改性剂可对空气和水形成钝化层，因此制备的石墨复合材料可具备高的充放电效率，并且循环过程中不可逆容量损失可减轻，循环性能得到提升。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明在石墨表面包覆表面改性剂，得到的石墨复合材料振实密度高、比表面积小、放电容量和首次充放电效率高，大大提高了石墨的倍率以及循环稳定性并降低石墨电极的膨胀。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1为实施例2中得到的石墨复合材料与对比例1中的原料石墨的充放电曲线对比图。

具体实施方式