[发明专利]一种锂电负极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电负极材料的制备方法，属于锂离子电池制备领域，包括如下步骤：(1)配置含有葡萄糖的醇水溶液，加入球形石墨以及聚乙烯亚胺季铵盐，超声分散；(2)取步骤(1)超声分散获得的分散液离心分离；惰性气体保护下80‑100℃处理15‑25min，600‑800℃处理0.5‑1h、1200‑1500℃焙烧1‑2h；(3)经步骤(2)处理的物料分散于聚乙烯亚胺季铵盐的醇水溶液中，获得分散液A，将纳米硅粉分散于十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠的醇水溶液中，获得分散液B；将分散液A、B混合、离心分离；惰性气体保护下800‑1000℃焙烧0.5‑1h。本发明制备的锂电负极材料具有较好的循环性能，适于推广应用。

技术领域

本发明属于锂离子电池制备技术领域，具体涉及一种锂电负极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作；充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

目前，锂离子电池负极材料多采用石墨或近似石墨结构的碳，然而其理论容量较低，无法满足，无法满足高能量密度要求。硅的理论容量较高，将硅与碳复合制成负极材料能够提高理论容量，然而现有方法制备的复合负极材料循环稳定性差；因此，本领域亟待提供一种理论容量高、循环稳定性好的锂电负极材料。

发明内容

本发明公开了一种锂电负极材料的制备方法，制备的锂电负极材料具有较好的循环性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂电负极材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)配置含有葡萄糖的醇水溶液，加入球形石墨以及聚乙烯亚胺季铵盐，超声分散；

(2)取步骤(1)超声分散获得的分散液离心分离；惰性气体保护下80-100℃处理15-25min，600-800℃处理0.5-1h，1200-1500℃焙烧1-2h；

(3)经步骤(2)处理的物料分散于聚乙烯亚胺季铵盐的醇水溶液中，获得分散液A，将纳米硅粉分散于十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠的醇水溶液中，获得分散液B；将分散液A、B混合、离心分离；惰性气体保护下800-1000℃焙烧0.5-1h。

本发明先利用含有葡萄糖的醇水溶液对球形石墨进行超声处理，超声过程中，含有葡萄糖的醇水溶液充分填充球形石墨内部孔隙并包覆球形石墨表面；后续对超声分散获得的分散液进行离心分离，分阶段进行高温处理，可以使球形石墨的内部及表面均匀地碳化；进一步地，利用聚乙烯亚胺季铵盐与十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠使纳米硅粉均匀地吸附于球形石墨的内部及表面，经高温焙烧即得到循环性能较好的锂电负极材料。

优选地，步骤(1)中，

球形石墨粒度为10-20μm，有利于纳米硅粉的均匀吸附。

优选地，步骤(1)含有葡萄糖的醇水溶液中，葡萄糖浓度为30-50g/L，正丁醇与水的体积比为1：(5-10)。

优选地，步骤(1)中，

球形石墨与葡萄糖的质量比为(6-10):1；

聚乙烯亚胺季铵盐在含有葡萄糖的醇水溶液中的质量分数为0.2-1％。

含有葡萄糖的醇水溶液的配置、用量以及聚乙烯亚胺季铵盐的使用能够保证球形石墨内部孔隙能够形成均匀的炭质结构。

优选地，步骤(1)中，

超声分散处理时间10-20min，频率20-30kHz。

超声分散的时间和频率可保证含有葡萄糖的醇水溶液充分填充球形石墨内部孔隙。