一种锂电池用复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池用复合材料及其制备方法，复合材料组分按重量份数包括聚碳酸酯10‑20份、碳酸氢钠8‑18份、石墨烯5‑15份、聚酯纤维4‑12份、氧化镍2‑8份、纳米氯化钠粉2‑6份、纳米硅粉2‑8份、聚乙烯吡咯烷酮5‑10份、钛酸锂3‑9份、聚乙烯醇4‑10份，本发明专利技术制备方法简单，制得的复合材料能够提高锂电池的循环性能和充放电性能，同时还能够降低多次循环后的电容损失率。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用复合材料及其制备方法
本专利技术涉及锂电池材料制备
，具体为一种锂电池用复合材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂离子电池的发展源于上世纪90年代，至今不过20年，在过去的20年是锂电行业的一次飞跃，随着各国对环境、新能源的重视，锂离子电池更会有突飞猛进的发展。目前所用的锂电池材料中，由于石墨类负极材料的层状结构易导致电解液溶剂离子的共嵌入，引起石墨层状结构的破坏，从而影响石墨负极材料的电化学性能的循环稳定性和库仑效率，因此，有必要进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂电池用复合材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种锂电池用复合材料，复合材料组分按重量份数包括聚碳酸酯10-20份、碳酸氢钠8-18份、石墨烯5-15份、聚酯纤维4-12份、氧化镍2-8份、纳米氯化钠粉2-6份、纳米硅粉2-8份、聚乙烯吡咯烷酮5-10份、钛酸锂3-9份、聚乙烯醇4-10份。优选的，复合材料组分优选的成分配比包括聚碳酸酯15份、碳酸氢钠13份、石墨烯10份、聚酯纤维8份、氧化镍5份、纳米氯化钠粉4份、纳米硅粉5份、聚乙烯吡咯烷酮8份、钛酸锂6份、聚乙烯醇7份。优选的，其制备方法包括以下步骤：A、将石墨烯、氧化镍、纳米氯化钠粉、纳米硅粉混合后加入球磨机中球磨，球磨时间为120min-150min，之后过80目筛，得到混合物A；B、在混合物A中依次加入聚碳酸酯、碳酸氢钠、聚乙烯醇，混合后加入搅拌釜中低速搅拌，之后静置30min，得到混合物B；C、在混合物B中加入聚乙烯吡咯烷酮、钛酸锂，充分混合后加入超声机中进行超声波处理，超声时间20min-40min，得到混合物C；D、在混合物C中加入聚酯纤维，充分混合后加入水浴锅中水浴加热，加热温度为55℃-70℃，加热时间为8min-20min，之后冷却至室温，得到混合物D；E、将混合物D进行真空旋蒸，然后在140℃-180℃的烘箱中烘干，得到混合物E；F、将混合物E送入烧结炉中，之后通入氮气，烧结炉温度升至280℃-320℃，保温30min-60min；之后将炉温升至430℃-520℃，保温20min-50min，之后缓慢冷却至室温，即得到复合材料。优选的，所述步骤B中搅拌速率为100-300转/分，时间为20min-50min。优选的，所述步骤F中氮气通入流量为3L-6L/min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术制备方法简单，制得的复合材料能够提高锂电池的循环性能和充放电性能，同时还能够降低多次循环后的电容损失率；本专利技术中加入的纳米氯化钠粉、纳米硅粉，能减小电极内部应力，能够确保材料在制备过程中不会出现团聚现象；此外，本专利技术采用的制备方法操作简单，成本低，能够确保复合材料的组分均匀，有利于提升放电容量，进一步提高了锂电池的综合电学性能，延长了锂电池的使用寿命。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供如下技术方案：一种锂电池用复合材料，复合材料组分按重量份数包括聚碳酸酯10-20份、碳酸氢钠8-18份、石墨烯5-15份、聚酯纤维4-12份、氧化镍2-8份、纳米氯化钠粉2-6份、纳米硅粉2-8份、聚乙烯吡咯烷酮5-10份、钛酸锂3-9份、聚乙烯醇4-10份。实施例一：复合材料组分按重量份数包括聚碳酸酯10份、碳酸氢钠8份、石墨烯5份、聚酯纤维4份、氧化镍2份、纳米氯化钠粉2份、纳米硅粉2份、聚乙烯吡咯烷酮5份、钛酸锂3份、聚乙烯醇4份。本实施例的制备方法包括以下步骤：A、将石墨烯、氧化镍、纳米氯化钠粉、纳米硅粉混合后加入球磨机中球磨，球磨时间为120min，之后过80目筛，得到混合物A；B、在混合物A中依次加入聚碳酸酯、碳酸氢钠、聚乙烯醇，混合后加入搅拌釜中低速搅拌，之后静置30min，得到混合物B；C、在混合物B中加入聚乙烯吡咯烷酮、钛酸锂，充分混合后加入超声机中进行超声波处理，超声时间20min，得到混合物C；D、在混合物C中加入聚酯纤维，充分混合后加入水浴锅中水浴加热，加热温度为55℃，加热时间为8min，之后冷却至室温，得到混合物D；E、将混合物D进行真空旋蒸，然后在140℃的烘箱中烘干，得到混合物E；F、将混合物E送入烧结炉中，之后通入氮气，烧结炉温度升至280℃，保温30min；之后将炉温升至430℃，保温20min，之后缓慢冷却至室温，即得到复合材料。本实施例中，步骤B中搅拌速率为100转/分，时间为20min。本实施例中，步骤F中氮气通入流量为3L/min。实施例二：复合材料组分按重量份数包括聚碳酸酯20份、碳酸氢钠18份、石墨烯15份、聚酯纤维12份、氧化镍8份、纳米氯化钠粉6份、纳米硅粉8份、聚乙烯吡咯烷酮10份、钛酸锂9份、聚乙烯醇10份。本实施例的制备方法包括以下步骤：A、将石墨烯、氧化镍、纳米氯化钠粉、纳米硅粉混合后加入球磨机中球磨，球磨时间为150min，之后过80目筛，得到混合物A；B、在混合物A中依次加入聚碳酸酯、碳酸氢钠、聚乙烯醇，混合后加入搅拌釜中低速搅拌，之后静置30min，得到混合物B；C、在混合物B中加入聚乙烯吡咯烷酮、钛酸锂，充分混合后加入超声机中进行超声波处理，超声时间40min，得到混合物C；D、在混合物C中加入聚酯纤维，充分混合后加入水浴锅中水浴加热，加热温度为70℃，加热时间为20min，之后冷却至室温，得到混合物D；E、将混合物D进行真空旋蒸，然后在180℃的烘箱中烘干，得到混合物E；F、将混合物E送入烧结炉中，之后通入氮气，烧结炉温度升至320℃，保温60min；之后将炉温升至520℃，保温50min，之后缓慢冷却至室温，即得到复合材料。本实施例中，步骤B中搅拌速率为300转/分，时间为50min。本实施例中，步骤F中氮气通入流量为6L/min。实施例三：复合材料组分按重量份数包括聚碳酸酯12份、碳酸氢钠10份、石墨烯6份、聚酯纤维6份、氧化镍3份、纳米氯化钠粉3份、纳米硅粉3份、聚乙烯吡咯烷酮6份、钛酸锂4份、聚乙烯醇5份。本实施例的制备方法包括以下步骤：A、将石墨烯、氧化镍、纳米氯化钠粉、纳米硅粉混合后加入球磨机中球磨，球磨时间为122min，之后过80目筛，得到混合物A；B、在混合物A中依次加入聚碳酸酯、碳酸氢钠、聚乙烯醇，混合后加入搅拌釜中低速搅拌，之后静置30min，得到混合物B；C、在混合物B中加入聚乙烯吡咯烷酮、钛酸锂，充分混合后加入超声机中进行超声波处理，超声时间25min，得到混合物C；D、在混合物C中加入聚酯纤维，充分混合后加入水浴锅中水浴加热，加热温度为57℃，加热时间为10min，之后冷却至室温，得到混合物D；E、将混合物D进行真空旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池用复合材料，其特征在于：复合材料组分按重量份数包括聚碳酸酯10‑20份、碳酸氢钠8‑18份、石墨烯5‑15份、聚酯纤维4‑12份、氧化镍2‑8份、纳米氯化钠粉2‑6份、纳米硅粉2‑8份、聚乙烯吡咯烷酮5‑10份、钛酸锂3‑9份、聚乙烯醇4‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用复合材料，其特征在于：复合材料组分按重量份数包括聚碳酸酯10-20份、碳酸氢钠8-18份、石墨烯5-15份、聚酯纤维4-12份、氧化镍2-8份、纳米氯化钠粉2-6份、纳米硅粉2-8份、聚乙烯吡咯烷酮5-10份、钛酸锂3-9份、聚乙烯醇4-10份。2.根据权利要求1所述的一种锂电池用复合材料，其特征在于：复合材料组分优选的成分配比包括聚碳酸酯15份、碳酸氢钠13份、石墨烯10份、聚酯纤维8份、氧化镍5份、纳米氯化钠粉4份、纳米硅粉5份、聚乙烯吡咯烷酮8份、钛酸锂6份、聚乙烯醇7份。3.实现权利要求1所述的一种锂电池用复合材料的制备方法，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：A、将石墨烯、氧化镍、纳米氯化钠粉、纳米硅粉混合后加入球磨机中球磨，球磨时间为120min-150min，之后过80目筛，得到混合物A；B、在混合物A中依次加入聚碳酸酯、碳酸氢钠、聚乙烯醇，混合后加入搅拌釜中低速搅拌，之后静置30min，...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔晓迪，
申请(专利权)人：崔晓迪，
类型：发明
国别省市：江苏,32