[发明专利]一种微晶石墨材料作为锂离子电容器负极材料的应用

摘要

本发明涉及一种碳纳米管脲醛树脂碳包覆球形微晶石墨作为锂离子电容器负极材料的应用，本发明中锂离子电容器包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其中负极片所用的负极材料为微晶石墨经过预处理、整形、提纯和干燥步骤处理得到的球形微晶石墨材料，然后以此为原料制备锂离子电容器。该锂离子电容器在0.1C倍率下充放电时，首次充放电循环充电容量为396 mAh/g，0.1C首次效率高达96.5%。本发明所使用的原料廉价、生产周期短，具有明显的社会和经济效益、易于实现工业化生产。

主权项

1.一种碳纳米管/脲醛树脂碳包覆球形微晶石墨作为锂离子电容器负极材料的应用，所述锂离子电容器包括正极片、负极片、电解液和隔膜，其特征在于，所述负极片的制备方法为：首先向搅拌分散机内注入125wt%的去离子水，再向搅拌罐内加入3wt%的羧甲基纤维素钠，以36 r/min的转速搅拌65 min；向搅拌罐中加入95wt%的球形微晶石墨和4wt%的导电炭黑，待充分润湿后，抽真空至-0.095 Mpa，以55 r/min的转速真空搅拌250 min；向搅拌罐内加入2wt%的丁苯橡胶，抽真空至-0.095 Mpa，以35 r/min的转速真空搅拌85 min；将上述浆料过200目筛；利用转移式涂布机涂布于10μm厚的贯穿多孔铜箔的正反两面上，干燥之后单面涂布厚度为60μm，涂布速度为3.5 m/min，并在鼓风干燥箱中88℃下烘干；将干燥后的极片利用辊压机压实后得到负极极片；其中，所述碳纳米管/脲醛树脂碳包覆球形微晶石墨材料由以下方法制备得到：S1.以微晶石墨为原料，经过经过浮选、预处理、整形、提纯处理步骤得到球形微晶石墨；S2.将步骤S1得到的球形微晶石墨置于超声波反应釜中，超声频率为50KHz，功率为2000 W，然后加入50%的乙醇溶液，超声搅拌2 h后，按产物和脲醛树脂的重量比例为1:50，加入脲醛树脂，按固化剂和脲醛树脂的重量比例为1:12加入固化剂，进行充分搅拌，在球形微晶石墨表面形成第一包覆层，在500℃条件下反应4 h，冷却至室温并过300~400目筛；S3.将步骤S2得到的产物按重量比例1：20与碳纳米管混合，使得碳纳米管均匀包裹在球形微晶石墨表面；S4.将步骤S3的产物置于碳化炉中进行碳化，碳化炉的温度为1200℃，碳化时间为8 h，冷却后经粉碎、筛分，即得到碳纳米管/脲醛树脂碳包覆球形微晶石墨负极材料;其中，微晶石墨为郴州市鲁塘石墨粉，其碳含量为70~80%。