【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨负极，尤其涉及一种铝酸锂修饰的石墨负极材料及其制备方法和一种石墨负极极片。
技术介绍
1、石墨材料是锂离子电池最常用的负极材料，占负极材料的96％以上。相比于其他负极材料，石墨具有理论容量高、适宜的锂化/去锂化电位、资源丰富、成本低等优点。然而，石墨还存在高表面活性、不稳定的固体电解质界面(sei)和大电流下的容量衰减等问题。随着全球电动汽车市场的快速增长，石墨材料较差的功率性能已经成为主要障碍，开发具有快速充电能力的高倍率锂离子电池已成为必然趋势。
2、为了实现具有快速充电的高性能石墨负极，电解液的设计和石墨的修饰发挥了重要作用。一方面，在电解液中引入各种添加剂优化sei的组分从而提高界面处的离子电导率。但是，需要指出的是添加剂成本较高，约60％的添加剂会残留在电解质溶液中。此外，添加剂的不断消耗会导致循环过程中阻值持续增长。另一方面，重新设计石墨结构也得到广泛应用。在商用石墨的生产中，石墨通常会经过二次造粒和球形化处理。通过暴露更多的活性位点、缩短离子传输路径以实现动力学的优化，但这种制备需要大量的能量消耗。因此，研究一种铝酸锂修饰的石墨负极材料及其制备方法，将其制成石墨负极极片以实现快速充电具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供了一种铝酸锂修饰的石墨负极材料及其制备方法和一种石墨负极极片，以解决现有技术中石墨负极功率性能差的技术问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专
4、(1)将盐酸多巴胺溶液和石墨颗粒混合后调整ph值为7.5～8.5，之后进行干燥，得到聚多巴胺包覆的石墨；
5、(2)将聚多巴胺包覆的石墨、铝盐溶液和含锂化合物溶液混合后顺次进行干燥、固相反应，得到铝酸锂修饰的石墨负极材料。
6、作为优选，所述步骤(1)中，盐酸多巴胺溶液的质量浓度为0.1～1.0％；所述盐酸多巴胺溶液和石墨颗粒的质量比为1～5:1。
7、作为优选，所述步骤(2)中，铝盐溶液的质量浓度为0.5～2％；所述含锂化合物溶液的质量浓度为0.1～1％。
8、作为优选，所述步骤(2)中，铝盐溶液中的铝盐包含异丙醇铝、硝酸铝、氯化铝、硫酸铝、硅酸铝、氟化铝和磷酸铝中一种或几种；所述含锂化合物溶液中的含锂化合物包含草酸锂、氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂和硫酸锂中一种或几种。
9、作为优选，所述步骤(2)中，聚多巴胺包覆的石墨、铝盐溶液和含锂化合物溶液的质量比为1:2～5:1。
10、作为优选，所述步骤(2)中，干燥的温度为60～80℃。
11、作为优选，所述步骤(2)中，固相反应的温度为700～900℃，固相反应的时间为2～4h。
12、本专利技术提供了一种上述所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法制得的铝酸锂修饰的石墨负极材料，所述铝酸锂修饰的石墨负极材料由石墨颗粒核体和铝酸锂壳层组成，其中铝酸锂壳层的厚度为5～50nm。
13、作为优选，所述铝酸锂修饰的石墨负极材料中铝酸锂的质量含量为1～5％。
14、本专利技术提供了一种石墨负极极片，所述石墨负极极片由上述所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料、导电炭黑、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶制成。
15、本专利技术的有益效果：
16、(1)本专利技术首先在石墨表面包覆聚多巴胺，得到的聚多巴胺模板与铝离子形成强相互作用将铝离子均匀锚定在石墨表面，进一步通过高温固相反应在石墨表面原位生长铝酸锂壳层，铝酸锂具有很强的机械性能和高的热稳定性，一方面能够保护石墨材料免受电解液的腐蚀，另一方面能够降低锂离子在石墨表面的扩散能垒，限制了石墨颗粒的体积膨胀，稳定了石墨表面sei膜，从而促进了锂离子的传输，石墨表面sei膜不断破裂和重整的现象得到了抑制。
17、(2)本专利技术制得的石墨负极极片具有优良的倍率性能和循环稳定性，具有重要的开发和利用价值。
18、(3)本专利技术提供的制备方法工艺简单、成本低、无毒无害，有利于大规模生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，盐酸多巴胺溶液的质量浓度为0.1～1.0％；所述盐酸多巴胺溶液和石墨颗粒的质量比为1～5:1。
3.根据权利要求1或2所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，铝盐溶液的质量浓度为0.5～2％；所述含锂化合物溶液的质量浓度为0.1～1％。
4.根据权利要求3所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，铝盐溶液中的铝盐包含异丙醇铝、硝酸铝、氯化铝、硫酸铝、硅酸铝、氟化铝和磷酸铝中一种或几种；所述含锂化合物溶液中的含锂化合物包含草酸锂、氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂和硫酸锂中一种或几种。
5.根据权利要求1或2或4所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，聚多巴胺包覆的石墨、铝盐溶液和含锂化合物溶液的质量比为1:2～5:1。
6.根据权利要求5所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制
7.根据权利要求4或6所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，固相反应的温度为700～900℃，固相反应的时间为2～4h。
8.权利要求1～7任意一项所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法制得的铝酸锂修饰的石墨负极材料，其特征在于，所述铝酸锂修饰的石墨负极材料由石墨颗粒核体和铝酸锂壳层组成，其中铝酸锂壳层的厚度为5～50nm。
9.根据权利要求8所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料，其特征在于，所述铝酸锂修饰的石墨负极材料中铝酸锂的质量含量为1～5％。
10.一种石墨负极极片，其特征在于，所述石墨负极极片由权利要求8或9所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料、导电炭黑、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶制成。
...【技术特征摘要】
1.一种铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，盐酸多巴胺溶液的质量浓度为0.1～1.0％；所述盐酸多巴胺溶液和石墨颗粒的质量比为1～5:1。
3.根据权利要求1或2所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，铝盐溶液的质量浓度为0.5～2％；所述含锂化合物溶液的质量浓度为0.1～1％。
4.根据权利要求3所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，铝盐溶液中的铝盐包含异丙醇铝、硝酸铝、氯化铝、硫酸铝、硅酸铝、氟化铝和磷酸铝中一种或几种；所述含锂化合物溶液中的含锂化合物包含草酸锂、氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂和硫酸锂中一种或几种。
5.根据权利要求1或2或4所述的铝酸锂修饰的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，聚多巴胺包...
【专利技术属性】
技术研发人员：王龙飞，郑洪河，王艳，朱国斌，曲群婷，
申请(专利权)人：苏州华赢新能源材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。