[发明专利]一种稳定的石墨材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种稳定的石墨材料及其制备方法和应用，该石墨材料，按照重量份的原料包括：块状石墨35‑45份、二氯乙酸18‑26份、乙醇胺7‑15份、乙酸甲酯1‑3份。将块状石墨粉碎、与二氯乙酸溶液混合加热密封搅拌处理；然后加入乙醇胺溶液加热密封搅拌，再经抽滤、洗涤、干燥制得混合物A；将混合物A与乙酸甲酯混合均匀，然后在保护气氛中煅烧即得。本发明具有良好的电化学性能，可以大大地提高电子导电率，能提高锂离子电池的可逆比容量、充放电比容量、循环性能稳定及高倍率性能；能对块状石墨的利用率提高，而且效果极为显著，制备工艺简单，操作方便，石墨化煅烧时间缩短，原料来源广泛，成本低，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体是一种稳定的石墨材料及其制备方法和应用。

背景技术

与传统的铅酸、镍镉二次电池相比，锂离子电池具有工作电压高、比能量高、工作温度范围宽、放电平稳、循环寿命长、无记忆效应等优点，因此其作为一种新型储能电源广泛应用于通信设备、电动工具、航空航天等领域。

随着技术的不断进步，人们对锂离子电池提出了更高的要求，具有高能量密度、高倍率性能、长循环寿命、高安全系数等性能的锂离子电池逐渐成为人们的研究热点。目前石墨是主要的商品化的锂离子电池炭负极材料。而块状石墨品位很高，晶体排列杂乱无章，呈致密块状构造。目前，科研工作者主要对鳞片石墨作锂离子电池负极材料进行了大量研究，而块状石墨则鲜有研究，而且现有技术中采用块状石墨制得的负极材料，大电流充放电性能的改善不显著，性能不稳定，使其应用受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定的石墨材料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种稳定的石墨材料，按照重量份的原料包括：块状石墨35-45份、二氯乙酸18-26份、乙醇胺7-15份、乙酸甲酯1-3份。

作为本发明进一步的方案：所述稳定的石墨材料，按照重量份的原料包括：块状石墨38-42份、二氯乙酸20-24份、乙醇胺9-13份、乙酸甲酯1.5-2.5份。

作为本发明进一步的方案：所述稳定的石墨材料，按照重量份的原料包括：块状石墨40份、二氯乙酸22份、乙醇胺11份、乙酸甲酯2份。

一种稳定的石墨材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将二氯乙酸与其质量4.5-5倍的去离子水混合，制得二氯乙酸溶液；将乙醇胺与其质量3-3.5倍的去离子水混合，制得乙醇胺溶液；

2）将块状石墨粉碎、过200目筛，然后与二氯乙酸溶液混合，升温至150-155℃并在该温度下密封搅拌处理65-70min，然后降温至88-92℃并在该温度下密封搅拌处理30-35min；然后加入乙醇胺溶液，并在118-120℃的温度下密封搅拌处理2.0-2.1h，再经抽滤、洗涤、干燥制得混合物A；

3）将混合物A与乙酸甲酯混合均匀，然后在保护气氛中、以1℃/min的升温速度升温至550℃并在该温度下煅烧4.5h，然后再在0.5℃/min的升温速度升温至1620℃并在该温度下煅烧5h，然后以1.5℃/min的升温速度升温至2850℃并在该温度下煅烧4h即得。

作为本发明进一步的方案：保护气氛采用氦气、氮气、氩气中的一种。

作为本发明进一步的方案：步骤2）中，与二氯乙酸溶液混合后的搅拌速度为350r/min。

作为本发明进一步的方案：步骤2）中，加入乙醇胺溶液后的搅拌速度为120r/min。

本发明另一目的是提供所述石墨材料在电池中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：