【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池负极材料，特别涉及一种高倍率石墨负极材料及其制备方法。
技术介绍
1、碳材料具有储锂量高、原材料丰富、电极电位低、廉价、无毒和稳定等优点，得到了快速的发展。锂离子电池碳类负极材料主要是天然石墨和人造石墨。随着锂离子电池对负极能量密度要求的提高，要求负极材料在具有高的比容量的同时，材料的首次效率也要得到提升，并提升全电池正极克容量的发挥，并提升全电池的能量密度。
2、目前市场化的负极材料主要以人造石墨为主，表面包覆材料为软碳/硬碳材料，其人造石墨的首次效率介于91-94％之间，尤其是对正极lfp体系(首次效率96％以上)，造成其全电池的首次效率偏低，影响其能量密度，其原因为人造石墨表面包覆的软碳或硬碳自身的比容量低及其首次效率偏低(300mah/g，80％)，而提升材料的首次效率的措施之一是在石墨表面包覆首次效率高、动力学好的碳基/非碳基材料，且不降低材料的能量密度。
3、目前对碳类负极材料改性技术主要是通过多相包覆技术表面包覆构造核壳结构、掺杂、表面氧化等，进而改善电化学性能。但仍存在诸多问题，比如电极材料颗粒之间及其与集流体之间接触不良，表面电阻大，剥离强度差，在充放电过程中循环膨胀等，上述问题严重影响了锂离子电池的循环寿命及稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种高倍率石墨负极材料及其制备方法，以提升石墨负极的导电性、改善倍率性能和首次效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的一种高倍率石墨负极材料的
3、s1，将制备好的石墨材料浸泡在01-0.5mol/l的二茂铁溶液2-6h；
4、s2，将步骤s1中浸泡后的溶液在室温静置沉积，然后用去离子水清洗和抽滤后置于80-120℃干燥；
5、s3，对步骤s2中干燥后的石墨材料进行碳纳米管生长，使得石墨材料的表面生长碳纳米管得到表面包覆碳纳米管的高倍率石墨负极材料。
6、进一步的，所述步骤s1中的所述石墨材料为天然鳞片石墨、微晶石墨、结晶脉状石墨、人造石墨、天然球形石墨、中间相碳微球、导电石墨、石墨烯和石墨纤维中一种或几种。
7、进一步的，所述二茂铁溶液的浓度为5％～15％。
8、进一步的，所述步骤s3中的碳纳米管生长方法为通过化学气相沉积的方法，在石墨材料表面原位生长碳纳米管。
9、进一步的，所述步骤s1之前还包括，对石墨材料进行清洗与粗化处理的步骤。
10、进一步的，所述对石墨材料进行清洗与粗化处理的步骤，包括：取石墨置于丙酮溶液中，超声清洗干净并干燥，然后将干燥后的石墨材料置于300-400℃之间粗化15-60min。
11、进一步的，所述步骤s3包括：在氩气气氛下升温至300-450℃，用氢气置换氩气，在该温度下保温一段时间，然后升温至600-900℃，通入甲烷和氩气，保温，其后关闭甲烷气体，在氩气保护下冷却至室温，在石墨材料表面原位生长碳纳米管。
12、进一步的，本专利技术还提供一种高倍率石墨负极材料，采用如权上任一项所述的制备方法制得。
13、本专利技术还提供一种锂离子电池负极集流体，所述负极集流体包括：导电基材以及涂覆于所述导电基材的一面或者两面的负极浆料层，所述负极浆料层采用根据以上任一项所述的制备方法所制备。
14、本专利技术还提供一种锂离子电池，包括正极、电解液以及负极，其特征在于，所述负极包括如上所述的锂离子电池负极集流体。
15、与现有技术相比，本专利技术有如下有益效果：
16、(1)将石墨浸泡二茂铁溶液之后，有利于碳纳米管在石墨表面的生长；
17、(2)生长的碳纳米管在石墨表面分散更加均匀，并将具有二维优异性能的石墨材料转变成了具有三维优异性能的碳材料；
18、(3)由于碳纳米管的引入，石墨负极的导电性得到了显著提升，其倍率性能得到了有效改善，其首次充放电效率高达95％以上，循环500次的容量保持率大于90％。本专利技术与现有技术相比，具有首次充放电效率高、高低温循环稳定性优异的特点。
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1.一种高倍率石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述石墨材料为天然鳞片石墨、微晶石墨、结晶脉状石墨、人造石墨、天然球形石墨、中间相碳微球、导电石墨、石墨烯和石墨纤维中一种或几种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二茂铁溶液的浓度为5％～15％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的碳纳米管生长方法为通过化学气相沉积的方法，在石墨材料表面原位生长碳纳米管。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括，对石墨材料进行清洗与粗化处理的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对石墨材料进行清洗与粗化处理的步骤，包括：取石墨置于丙酮溶液中，超声清洗干净并干燥，然后将干燥后的石墨材料置于300-400℃之间粗化15-60min。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：在氩气气氛下升温至300-450℃，用氢气置换氩气，在该温度下保温一段时间，然后升温至600
8.一种高倍率石墨负极材料，其特征在于：采用如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制得。
9.一种锂离子电池负极集流体，其特征在于，所述负极集流体包括：导电基材以及涂覆于所述导电基材的一面或者两面的负极浆料层，所述负极浆料层采用根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法所制备。
10.一种锂离子电池，包括正极、电解液以及负极，其特征在于，所述负极包括如权利要求9所述的锂离子电池负极集流体。
...【技术特征摘要】
1.一种高倍率石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中的所述石墨材料为天然鳞片石墨、微晶石墨、结晶脉状石墨、人造石墨、天然球形石墨、中间相碳微球、导电石墨、石墨烯和石墨纤维中一种或几种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二茂铁溶液的浓度为5％～15％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s3中的碳纳米管生长方法为通过化学气相沉积的方法，在石墨材料表面原位生长碳纳米管。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤s1之前还包括，对石墨材料进行清洗与粗化处理的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对石墨材料进行清洗与粗化处理的步骤，包括：取石墨置于丙酮溶液中，超声清洗干净并干燥，然后将...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚俊，李业军，龚进，刘永清，
申请(专利权)人：湖南博邦山河新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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