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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池,具体涉及一种负极复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、作为最关键的储能系统之一,锂离子电池拥有先进的储能和转换系统,是一种二次电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池的关键材料包括正极材料、负极材料和电解液。探索具有功能电化学性能和大规模应用的电极材料是当前的研究热点。石墨是较为常用的负极材料,商用石墨的理论容量较低仅约有357mah/g,已经无法满足人们对高性能电池的需求,亟需具有高比容量的新型负极材料以进一步提升电池性能。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此,本专利技术提出一种负极复合材料的制备方法,制得的负极复合材料具有比容量高的特点。
2、本专利技术还提出一种负极复合材料。
3、本专利技术还提出一种负极。
4、本专利技术还提出一种二次电池。
5、本专利技术的第一方面,提出了一种负极复合材料的制备方法,包括如下步骤:含膨胀辉钼矿、石墨和插层剂的混合物,经研磨,得到所述负极复合材料。
6、根据本专利技术实施例的负极复合材料的制备方法,至少具有以下有益效果:
7、本专利技术中通过膨胀辉钼矿和石墨的复合,所得负极复合材料实现辉钼矿和石墨的优势互补,形成稳定、均一的复合材料。复合材料既有石墨的稳定性,也具备有膨胀辉钼矿的高比容量,实现了负极复合材料的高容量性能,将复合材料用于二次电池,电池具有高倍率性能以及优异的高循环稳定性
8、在本专利技术的一些实施方式中,所述插层剂包括酒石酸。
9、在本专利技术的一些实施方式中,所述石墨包括天然石墨或人造石墨中的至少一种。
10、在本专利技术的一些实施方式中,所述人造石墨包括但不限于膨胀石墨。
11、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀石墨包括蠕虫状石墨。
12、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀辉钼矿包括蠕虫状辉钼矿。
13、其中所述蠕虫状是指材料片层相互连接且形成多种孔隙结构的蠕虫状。
14、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀辉钼矿的晶面间距为0.610nm以上,可选为0.614nm以上。
15、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀辉钼矿和所述石墨的质量之比为(1-10):(1-10),可选为(1-10):1。
16、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀辉钼矿、所述石墨和所述插层剂的质量之比为(1-10):(1-10):(3-20)。
17、在本专利技术的一些实施方式中,所述研磨包括球磨或者手动研磨等工艺。可选地,所述研磨包括球磨或手动研磨。
18、通过上述实施方式,基于研磨的剪切力和研磨中的试剂(如插层剂)的作用,能够实现膨胀辉钼矿的剥离、石墨的剥离。
19、在本专利技术的一些实施方式中,膨胀辉钼矿、石墨和插层剂的混合物,经研磨,煅烧,得到所述负极复合材料。
20、通过上述实施方式,煅烧步骤可除去石墨中的含氧官能团,进一步提升制备得到的复合材料用于二次电池的循环性能和倍率性能等。
21、在本专利技术的一些实施方式中,所述煅烧温度选自450-700℃。
22、在本专利技术的一些实施方式中,所述煅烧时间选自1-5h。
23、在本专利技术的一些实施方式中,于保护气氛下进行煅烧。可选地,所述保护气氛的气体包括氩气。
24、在本专利技术的一些实施方式中,取膨胀辉钼矿、石墨和插层剂,经研磨,加热处理,再研磨,煅烧,得到所述负极复合材料。
25、在本专利技术的一些实施方式中,所述研磨时间选自4-25h,可选地,所述研磨时间为8-15h。
26、在本专利技术的一些实施方式中,所述再研磨时间选自4-25h,可选地,所述再研磨时间为8-15h。
27、在本专利技术的一些实施方式中,所述加热温度选自180-300℃,可选为180-250℃。
28、在本专利技术的一些实施方式中,所述加热时间选自8-20h,可选为8-15h。
29、在本专利技术的一些实施方式中,所述加热处理于密闭反应容器内进行。
30、在本专利技术的一些实施方式中,所述加热处理步骤中,经研磨所得的混合物料的总质量与密闭反应容器的容积之比选自1g:(10-200)ml。
31、在本专利技术的一些实施方式中,所述膨胀辉钼矿的质量、所述石墨的质量、所述插层剂的质量与密闭反应容器的容积之比为(1-10)g:(1-10)g:(3-20)g:(10-8000)ml。
32、在本专利技术的一些实施方式中,取膨胀辉钼矿、石墨和插层剂,经研磨,加热处理,加热处理所得的物料与水混合后再研磨,煅烧,得到所述负极复合材料。
33、在本专利技术的一些实施方式中,所述制备方法包括如下步骤:
34、s1,原料辉钼矿经插层、剥离,得到膨胀辉钼矿;
35、s2,取膨胀辉钼矿、石墨和插层剂,经研磨,加热处理,再研磨,煅烧,得到所述负极复合材料。
36、在本专利技术的一些实施方式中,步骤s1中,可选地,采用的原料辉钼矿可以是辉钼矿精粉或者辉钼矿原矿石。通过步骤s1,将密堆积结构的辉钼矿制备成膨胀辉钼矿。
37、在本专利技术的一些实施方式中,步骤s1中,将含原料辉钼矿与水合肼的碱性混合液,加热,得到膨胀辉钼矿。
38、在本专利技术的一些实施方式中,步骤s1中,取原料辉钼矿、碱添加剂、水合肼水溶液,混合,加热,得到膨胀辉钼矿。
39、在本专利技术的一些实施方式中,所述碱添加剂包括naoh、koh、lioh、na或li中的至少一种。
40、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿与碱添加剂的质量之比为(1-5):(1-30)。
41、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿与水合肼水溶液的质量之比为(1-5):(15-25)。
42、在本专利技术的一些实施方式中,所述原料辉钼矿与碱添加剂、水合肼水溶液的质量之比为(1-5):(1-30):20。
43、在本专利技术的一些实施方式中,所述水合肼水溶液中,水合肼的质量分数为50%以上。
44、在本专利技术的一些实施方式中,步骤s1中,所述加热温度选自50-250℃,加热时间选自12-72h。
45、在本专利技术的一些实施方式中,步骤s1中,将碱添加剂、原料辉钼矿与水合肼水溶液混合,于密封反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负极复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:含膨胀辉钼矿、石墨和插层剂的混合物,经研磨,得到所述负极复合材料。
2.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法,其特征在于,所述插层剂包括酒石酸;或/和,所述石墨包括天然石墨或人造石墨中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法,其特征在于,所述膨胀辉钼矿包括蠕虫状辉钼矿,或/和,所述膨胀辉钼矿和所述石墨的质量之比为(1-10):(1-10)。
4.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法,其特征在于,膨胀辉钼矿、石墨和插层剂的混合物,经研磨,煅烧,得到所述负极复合材料;
5.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法,其特征在于,取膨胀辉钼矿、石墨和插层剂,经研磨,加热处理,再研磨,煅烧,得到所述负极复合材料;
6.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
7.一种负极复合材料,其特征在于,采用权利要求1-6任一项所述制备方法制得。
8.一种负极,其特征在于,包括权利要求1
9.一种二次电池,其特征在于,包括权利要求1-6所述制备方法制得的负极复合材料或权利要求7所述的负极复合材料或权利要求8所述的负极。
10.根据权利要求9所述的二次电池,其特征在于,所述二次电池包括锂离子电池或钠离子电池中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种负极复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:含膨胀辉钼矿、石墨和插层剂的混合物,经研磨,得到所述负极复合材料。
2.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法,其特征在于,所述插层剂包括酒石酸;或/和,所述石墨包括天然石墨或人造石墨中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法,其特征在于,所述膨胀辉钼矿包括蠕虫状辉钼矿,或/和,所述膨胀辉钼矿和所述石墨的质量之比为(1-10):(1-10)。
4.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法,其特征在于,膨胀辉钼矿、石墨和插层剂的混合物,经研磨,煅烧,得到所述负极复合材料;
5.根据权利要求1所述的负极复合材料的制备方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭成龙,朱伯礼,高云雷,于子龙,陈杰,
申请(专利权)人:惠州锂威新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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