[发明专利]一种氟掺杂改性石墨负极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及新能源锂离子电池负极材料领域，特别是涉及一种氟掺杂改性石墨负极材料的制备方法，包括如下步骤：称取一定量的天然石墨和物质A，将物质A制成乳液；将石墨、乳液分别用去离子水分散后，放入坩埚；坩埚中加入少量无水乙醇促进溶解，用搅拌器搅拌0.5h后，坩埚加热干燥；将坩埚转移到管式炉中，通入保护气体后进行烧结，升温至400℃后保温5h，然后冷却至室温取出；筛分即得氟掺杂改性的石墨负极材料。本发明提供一种氟掺杂改性石墨负极材料；本发明还提供一种氟掺杂改性石墨负极材料的制备方法，工艺简单、安全，避免了使用氟气体作为氟化前驱体时的高毒性和高危险性，提高了首次库伦效率和可逆容量。

技术领域

本发明涉及新能源锂离子电池负极材料领域，特别是涉及一种氟掺杂改性石墨负极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有众多优点，被广泛地应在新能源汽车和数码产品等领域。负极材料在锂离子电池中起到了储存锂离子的作用，其物理化学性质对锂离子电池的容量有重要影响。

近年来，各领域对锂离子电池的能量密度的需求逐渐增加，尤其是智能电子设备、混合动力汽车和纯电动汽车。现在社会需求对石墨负极的要求更进一步，需要各项性能都更优异的石墨作为负极材料，以此满足科技的发展。

电极的表面结构和化学成分是其性能的决定性影响因素，因此，提出了各种表面改性方法来优化石墨负极的性能，表面氟化己经被证明是一种有效的策路，有研究表明，氟化通常可以提高石墨负极的可逆容量。氟化石墨通常是在苛刻的条件下使用氟气体来制备。然而，氟气体的高毒性和高危险性限制了其作为氟化前驱体的广泛应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种高首次库伦效率、高容量的氟掺杂改性石墨负极材料。

本发明还提供一种氟掺杂改性石墨负极材料的制备方法，其工艺对比现有技术更加简单、安全。

本发明采用如下技术方案：

一种氟掺杂改性石墨负极材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、称取一定量的天然石墨和物质A，将物质A制成乳液；

S2、将石墨、乳液分别用去离子水分散后，放入坩埚；

S3、坩埚中加入少量无水乙醇促进溶解，用搅拌器搅拌0.5h后，坩埚加热干燥；

S4、将坩埚转移到管式炉中，通入保护气体后进行烧结，升温至400℃后保温5h，然后冷却至室温取出；

S5、筛分即得氟掺杂改性的石墨负极材料。

对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤S1中，所述物质A是50wt％～60wt％的聚全氟乙烯、聚四氟乙烯中任一种或两者的混合物。

对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤S1中，所述物质A在物质A和天然石墨中的占比量为5％～15％。

对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤S3中，所述搅拌器为磁力搅拌器，搅拌的剪切线速度≥2m/s。

对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤S3中，所述加热干燥的温度为105℃，时间为12h～24h。

对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤S4中，所述管式炉在使用前已使用肥皂水检查，密闭性良好。

对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤S4中，所述保护气体是氮气。

对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤S4中，所述烧结的升温速率为5℃/min。

对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤S5中，所述筛分使用的筛网目数为150～200。