[发明专利]一种锂离子电池负极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及锂离子电池用负极材料的制备方法。

背景技术

天然石墨被广泛用作锂离子电池的负极材料，但天然石墨与电解液的相容性较差，在嵌／脱锂过程中易发生石墨层的剥离而导致循环性能下降，因而限制了纯天然石墨在锂离子电池中的应用。无定形炭负极材料与石墨相比，具有循环性能好、嵌／脱锂时体积变化小、不易析出金属锂以及电池易于达到平衡等优点，但无定形炭在首次充放电过程中呈现出很大的不可逆容量损失(大于20％)，且存在很大的电压滞后现象。

发明内容

本发明为克服上述技术缺陷，公开了一种锂离子电池负极材料的制备方法，可以明显改善锂离子电池的充放电性能和循环性能，还可增强负极材料与电解液的适配性，进一步改善电池的循环性能。

本发明的技术方案如下所述：

 一种锂离子电池负极材料的制备方法，在天然石墨上利用酚醛树脂进行包覆，在天然石墨表面形成无定形碳包覆层。

本发明的锂离子电池负极材料的制备方法包括如下步骤，

(1)、将适量的酚醛树脂溶于酒精；

(2)、称取适量的天然石墨，所述酚醛树脂和石墨的重量比为10～30：100；

(3)、将石墨与酚醛树脂混合、搅拌，在100～160℃下固化；

(4)、将固化产物冷却至室温，磨粉；

(5)、将步骤（4）产物进行碳化，碳化条件为升温至400℃～800℃，保温

1～3小时，得到负极材料。

所述固化温度为120～135℃。

所述碳化条件为升温至500～800℃，保温2小时。

以重量计，所述酚醛树脂和天然石墨比例为10～25:100。

优选地，所述酚醛树脂和天然石墨比例为10～20:100。

更优选地，所述酚醛树脂和天然石墨比例为15:100。

所述天然石墨为天然微晶石墨。

 本发明的有益效果在于：对天然石墨进行包覆后，石墨平均粒径增大，石墨表面比包覆前光滑，在通过树脂包覆并碳化处理后，在石墨表面形成了一薄层无定形碳，从而得到一种具有核壳结构的无定形碳包覆石墨负极材料，可以明显改善锂离子电池的充放电性能和循环性能。同时，对天然石墨进行包覆，其负极材料与电解液的适配性更佳，进一步改善了电池的循环性能。

具体实施方式

本发明公开的的一种锂离子电池负极材料的制备方法，是在天然石墨上利用酚醛树脂进行包覆，从而在天然石墨表面形成无定形碳包覆层，明显改善了锂离子电池的充放电性能和循环性能。

下面将通过具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

将适量的酚醛树脂溶于酒精，称取适量的天然石墨，所述酚醛树脂和石墨的重量比为15：100，将石墨与酚醛树脂混合、搅拌，在120℃下固化，将固化产物冷却至室温，磨粉，然后进行碳化，碳化条件为升温至600℃，保温1.5小时，得到本发明的锂离子电池负极材料。

为检验利用本实施例制备的锂离子电池负极材料的性能，用该电池负极材料制备锂离子电池。其中负极材料：导电乙炔黑：SBR粘结剂：CMC增稠剂为94.5：1：2.5：2的质量比，混合成浆料涂覆到铜箔上并于真空干燥箱内干燥12小时制成负极片，与钴酸锂体系正极组成锂离子电池，电解液为1mol/l的LiPF6/（EC+DME），隔膜采用Celgard2400膜(从市场购买的隔膜)。

测试结果表明，锂离子电池的首次充放电效率达92.5%，500次循环充放电后，容量保持率83%。

实施例2

将适量的酚醛树脂溶于酒精，称取适量的天然微晶石墨，所述酚醛树脂和石墨的重量比为10：100，将石墨与酚醛树脂混合、搅拌，在130℃下固化，将固化产物冷却至室温，磨粉，然后进行碳化，碳化条件为升温至550℃，保温2.5小时，得到本发明的锂离子电池负极材料。

为检验利用本实施例制备的锂离子电池负极材料的性能，用该电池负极材料制备锂离子电池。锂离子电池制备方法同实施例1。

测试结果表明，锂离子电池的首次充放电效率达91.3%，500次循环充放电后，容量保持率81.5%。

实施例3

将适量的酚醛树脂溶于酒精，称取适量的天然微晶石墨，所述酚醛树脂和石墨的重量比为25：100，将石墨与酚醛树脂混合、搅拌，在135℃下固化，将固化产物冷却至室温，磨粉，然后进行碳化，碳化条件为升温至700℃，保温2小时，得到本发明的锂离子电池负极材料。