[发明专利]一种锂电池用电极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及电极材料领域，尤其涉及一种锂电池用电极材料及其制备方法，该电极材料包括如下组分：负载氧化锡的纳米二氧化钛、聚苯胺包覆的氧化锡碳纳米管复合物、羧甲基纤维素钠、炭黑；所述负载氧化锡的纳米二氧化钛由纳米二氧化钛、氯化锡、氢氧化钠、去离子水制备而成；所述聚苯胺包覆的氧化锡碳纳米管复合物由可溶性聚苯胺、氯仿、羧基化碳纳米管、氯化锡、去离子水、氢氧化钠、十二烷基苯磺酸钠制备而成。本发明电极材料中形成不同体系不同尺度的晶体，有合适的空隙，存储锂离子发生体积膨胀时，彼此间扩充空间更大，有充足的内部扩容空间，防止电极的体积的急剧增长，提高电极材料的稳定性。

技术领域

本发明涉及电极材料技术领域，尤其涉及一种锂电池用电极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池因其具有高能量密度，循环寿命长，自放电率低，高工作电压，使用温度范围比较宽，没有记忆效应，开路电压高等优点，受到广大消费者的普遍欢迎，已经被广泛应用于诸如笔记本电脑，手机，相机等等移动设备，并且已经在逐步取代传统能源。在智能手机领域，人们对手机的续航稳定性提出了更高的要求，这就导致人们对于循环性能电池的需求越来越迫切。

负极材料作为锂离子的受体，在锂的脱嵌过程中必须保持良好的结构、良好的化学稳定性、较高的电子导电率和锂离子导电率，同时负极材料应具备成本低廉和对环境友好的特点。目前商业化应用的负极材料几乎均为碳基材料，然而此类碳基材料还存在诸多不足和缺点，因此，一些新的非碳负极材料越来越受到研究者的关注。非碳负极材料主要集中在一些电化学活泼金属与金属氧化物，如锡(Sn)、硅(Si)、SnO2、Co3O4、Fe2O3和Fe3O4等。其中，过渡金属氧化物材料，其容量较碳基材料成倍增加，更有利于未来高比容量锂离子电池的开发。实际时电极材料在嵌脱锂过程中会发生显著的体积变化和严重的粒子团聚和颗粒粉化。如专利号为CN201910043278.X的一种基于铁酸锂的锂电池负极材料及其制备方法和应用，采用基于铁酸锂的锂电池负极材料，包括铁酸锂，所述的铁酸锂的化学式为Li2Fe3O5，其形貌为八面体结构颗粒，粒径为0.2～10μm，还包括导电碳、粘结剂和溶剂，但是长时间使用下，稳定性降低，对于实际应用还是有待改进；又如专利号为CN201610845343.7一种以胶原纤维和植物多酚作为生物模板和碳源制备锂离子电池负极材料的方法，采用胶原纤维与过渡金属离子反应制备胶原纤维负载过渡金属离子；利用植物多酚对胶原纤维负载过渡金属离子进行表面包覆修饰；高温碳化处理，其制备材料单一，是实际充电循环中颗粒粉碎难以避免，导致微小的体积变化累积导致电极材料的形态改变，严重影响电池性能稳定性。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种锂电池用电极材料及其制备方法，以提高锂电池电极的稳定性，增加锂电池放电次数，以质量份计，该电极材料包括如下组分：负载氧化锡的纳米二氧化钛3-5份、聚苯胺包覆的氧化锡碳纳米管复合物7-10份、羧甲基纤维素钠1-2份、炭黑1-2份；所述负载氧化锡的纳米二氧化钛由2-4份纳米二氧化钛、0.1-0.3份氯化锡、0.05-0.08份氢氧化钠、80-90份去离子水制备而成；所述聚苯胺包覆的氧化锡碳纳米管复合物由0.2-0.33份可溶性聚苯胺、80-90份氯仿、0.2-0.42份羧基化碳纳米管、0.41-0.53份氯化锡、32-45份去离子水、3-5份氢氧化钠、0.11-0.2份十二烷基苯磺酸钠制备而成。

进一步的，所述纳米二氧化钛由10-12份乙醇、150-180份冰醋酸、2-3份壳聚糖、5-8份钛酸丁酯、200-300份去离水制备而成。

进一步的，所述可溶性聚苯胺将由9-12份苯胺、0.2-0.3份对乙基苯胺、70-80份月桂酸、80-90份脂肪醇聚氧乙烯醚、300-330份烷基取代的芳香烃矿物油、50-80份盐溶液制备而成。

进一步的，所述盐溶液为质量分数20-30％的氯化铁溶液。

本发明锂电池材料的制备方法，包括以下步骤：