[发明专利]一种水溶性无机盐改性石墨材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及锂离子电池负极材料技术领域，具体涉及一种水溶性无机盐改性石墨材料及其制备方法与应用。水溶性无机盐改性石墨材料的制备方法为采用水热法将水溶性无机盐和石墨进行处理，得到水溶性无机盐改性石墨材料，水溶性无机盐水热改性石墨负极材料加工过程和采用的设备简单、操作方便、耗低能、绿色环保；水溶性无机盐在水中扩散速度快，在水热温度和压力作用下易扩散进石墨层中，不仅可对石墨表面改性，而且可以实现石墨颗粒内部改性；制得的无机盐改性石墨负极材料具有优异的综合电化学性能，包括高的可逆容量、倍率性能和循环稳定性。水溶性无机盐水热改性石墨负极材料时，改性剂用量少、成分可靠性高、改性效果好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料技术领域，具体涉及一种水溶性无机盐改性石墨材料及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着新能源技术的发展，锂离子电池应用领域不断拓展，已远超其它二次储能电池。而电化学储能技术的快速发展和应用，需要开发兼具高能量密度、高功率密度、长使用寿命和低成本的新一代锂离子电池。

石墨负极材料成本低、具有高的电子电导率和化学稳定性、接近锂金属的较低充放电电位，理论容量较高、循环稳定性较好、化学可逆性好，因此石墨负极成为锂离子电池商业化发展的关键材料之一，是目前应用最广泛的低成本负极材料。而且在未来较长时间内，石墨将依然是锂离子电池中占主导地位的负极材料。石墨负极材料的理论比容量为372mAh/g，但实际发挥容量为330-360mAh/g，电池充放电循环寿命300-800次，同时石墨负极材料倍率性能较差，尤其是在低温和高倍率充电过程中易形成锂枝晶，引发安全问题，这些因素制约了石墨负极材料在新能源汽车、智能电网等要求能量密度高、安全性高的二次电池中的应用。

改性处理是改善石墨负极材料电化学性能的重要手段。迄今为止，对石墨负极材料的主要改性方法包括：表面还原、表面氧化、表面包覆、机械化学处理等。但表面改性对石墨内部锂离子迁移影响较小，也难以在石墨内引入活性位点，改性效果有限。因此，探索其它可有效提升石墨负极材料电化学性能的技术，对促进石墨负极材料在锂离子电池中的应用意义重大。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种水溶性无机盐改性石墨材料及其制备方法与应用，采用水溶性无机盐对石墨进行水热处理，有效提升了石墨负极材料的电化学性能，采用水溶性无机盐为改性剂，资源丰富、价格低廉、绿色环保，水溶性无机盐水热改性石墨负极材料制备过程和方法简单，易于产业化，而且制备的水热改性石墨负极材料表现出良好的电化学性能。