[发明专利]一种改性石墨及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性石墨及其制备方法，包括如下步骤：将质量比为5:2‑4:1的天然石墨与二氧化硅粉充分混合后至于球磨机中球磨得到混合物；向上述混合物加入搅拌釜中，并向搅拌釜中加入浸提液得到分散均匀的混合液；将分散均匀的混合液加入反应釜中在300‑400℃温度下搅拌反应24‑36h，自然冷却后取出；向冷却后的混合液中加入去离子水离心洗涤三次，将洗涤后的产物热风烘干得到改性石墨材料，采用二氧化硅粉对石墨进行改性，利用硅材料高容量的特性形成分布均匀、材料性能稳定的符合负极材料，且改善了硅的体积效应，提高其电化学稳定性。

技术领域

本发明涉及锂离子负极材料制备技术领域，具体涉及一种改性石墨及其制备方法。

背景技术

石墨是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体，是碳的一种同素异形体，为灰黑色、不透明固体，化学性质稳定，耐腐蚀，同酸、碱等药剂不易发生反应。在氧气中燃烧生成二氧化碳，可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂，高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂，还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。

石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键，每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。

对于循环充电电池采用天然石墨，天然石墨由于具有比表面积小、理论容量高，充放电平台平稳和成本较低等优点而被广泛用作锂离子电池负极材料。但天然石墨比容量较小，对电解液的选择性较高，大电流充放电性能较差，倍率性能不佳，多次充放循环后，充电电池的储电量下降，循环性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性石墨及其制备方法，解决但天然石墨比容量较小，对电解液的选择性较高，大电流充放电性能较差，倍率性能不佳，多次充放循环后，充电电池的储电量下降，循环性能较差的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种改性石墨制备方法，包括如下步骤： S1、将质量比为5:2-4:1的天然石墨与二氧化硅粉充分混合后至于球磨机中球磨得到混合物； S2、向上述混合物加入搅拌釜中，并向搅拌釜中加入浸提液得到分散均匀的混合液； S3、将分散均匀的混合液加入反应釜中在300-400℃温度下搅拌反应24-36h，自然冷却后取出； S4、向冷却后的混合液中加入去离子水离心洗涤三次，将洗涤后的产物热风烘干得到改性石墨材料。

进一步的技术方案是，所述步骤S2中浸提液为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸中的一种或多种。

更进一步的技术方案是，所述步骤S1中球磨机以700-1500r/min转速处理5-10h。

更进一步的技术方案是，所述步骤S2中搅拌釜以300-500r/min转速处理3-5h。

更进一步的技术方案是，所述步骤S2浸提液与所述混合物的质量比为2:1-4:1。

更进一步的技术方案是，所述步骤S3中反应釜充入有惰性气体，所述惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种。

本发明还提供一种以上述制备方法制备的改性石墨。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用二氧化硅粉对石墨进行改性，利用硅材料高容量的特性形成分布均匀、材料性能稳定的符合负极材料，且改善了硅的体积效应，提高其电化学稳定性。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1