【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于鋰離子電池電極材料，具體涉及一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法。
技術(shù)介紹
1、由于化石燃料儲(chǔ)量日漸降低和環(huán)境污染的日益加劇，同時(shí)人們對能源的需求不斷增長，開發(fā)清潔高效的新型能源成為世界人們的研究重點(diǎn)。鋰離子電池作為一種新型的儲(chǔ)能裝置，具有比能量高、工作電壓高、循環(huán)壽命長和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域當(dāng)中。電極材料是影響電池能量密度和使用壽命的關(guān)鍵，目前商品化的鋰離子電池的負(fù)極材料多為石墨，由于其比容量較低，已經(jīng)不能滿足人們對電池性能的需求。因此研究和開發(fā)新型鋰離子電池負(fù)極材料迫在眉睫。
2、max相是一種新型可加工的陶瓷材料，具有金屬和陶瓷特性，其結(jié)構(gòu)為三元層狀化合物，由過渡金屬元素(m)、3到6主族元素(a)、以及碳或氮(x)組成。這種材料表現(xiàn)出良好的高溫抗氧化性和高導(dǎo)電性。早期對max相的研究主要集中在機(jī)械性能方面，如抗熱震性、較高彈性模量和斷裂韌性等，對其儲(chǔ)能條件的深入探索較為有限。因此，深入了解max相的儲(chǔ)能機(jī)理并進(jìn)行相應(yīng)改善處理是至關(guān)重要的。當(dāng)前研究趨勢偏向?qū)⑷猰ax相刻蝕剝離成二元mxene層狀結(jié)構(gòu)，以提升儲(chǔ)能性能。然而，mxene的制備通常需要用到hf，而氫氟酸的危害比較大，鑒于此，一些研究開始重新關(guān)注max相本身，因?yàn)閙ax相本身也同樣具有層狀結(jié)構(gòu)，同樣具有強(qiáng)大的儲(chǔ)能潛力。這種轉(zhuǎn)變表明研究者們正在重新考慮儲(chǔ)能材料的選擇，尋找更為安全且具備潛力的替代方案。但max相其厚層結(jié)構(gòu)卻對鋰離子的嵌入和脫嵌造成了阻礙，通常導(dǎo)致較低的比容量。因此，對于具有強(qiáng)層間作
3、與非sn系max相相比，ti2snc?max相材料具有相對較高的電導(dǎo)率，其用作鋰離子電池的負(fù)極材料時(shí)，li離子能嵌入ti2snc的層之間，并與sn層發(fā)生li-sn合金化反應(yīng)，提供相對較高的放電比容量。本申請旨在對ti2snc?max相材料進(jìn)行改進(jìn)，通過控制初始的ti2snc產(chǎn)生的sn空位，增加鋰離子存儲(chǔ)空間，帶來更好的電化學(xué)性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，該方法制備的鋰離子電池負(fù)極材料具有優(yōu)良的電化學(xué)性能，組裝的電池具有良好的循環(huán)性能和倍率性能。
2、技術(shù)方案
3、一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，包括如下步驟：
4、(1)將ti粉、sn粉、c粉按照2:(0.7-0.9):1的摩爾比加入到球磨罐中，在氬氣氛圍下球磨混合，得到混合料，將混合料在氬氣氛下進(jìn)行自蔓延高溫合成，得到塊狀max材料；
5、(2)將塊狀max材料在氬氣氛圍下球磨破碎，然后過400目篩，得到粉末材料；
6、(3)將粉末材料加入到鹽酸溶液中進(jìn)行處理，結(jié)束后水洗至中性并干燥，然后以1:30的固液比加入到二甲基亞砜中超聲處理，結(jié)束后離心、過濾、干燥，得到鋰離子電池負(fù)極材料。
7、進(jìn)一步，步驟(1)中，所述球磨混合的轉(zhuǎn)速為300-400rpm，時(shí)間為2-4h。
8、進(jìn)一步，步驟(2)中，所述球磨破碎的轉(zhuǎn)速為200-300rpm，時(shí)間為2-3h。
9、進(jìn)一步，步驟(3)中，所述鹽酸溶液濃度為1mol/l，處理時(shí)間為10-15h。
10、進(jìn)一步，步驟(3)中，所述超聲處理在氬氣氛圍下進(jìn)行，超聲處理的時(shí)長為20-25h。
11、進(jìn)一步，步驟(3)中，所述離心是先以1000rpm的轉(zhuǎn)速離心20min，取上清，再以2000rpm的轉(zhuǎn)速離心20min。
12、一種鋰電池的制備方法：將鋰離子電池負(fù)極材料與粘結(jié)劑、碳材料按8:1:1的質(zhì)量比研磨混合均勻，用溶劑調(diào)成漿狀，涂在銅箔上，真空干燥，得到電極片，再將電極片、隔膜材料、電解液組裝成鋰離子電池。
13、進(jìn)一步，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯(pvdf)、丁苯橡膠(sbr)、羧甲基纖維素鈉(cmc-na)、聚乙烯醇(pva)或聚四氟乙烯(ptfe)中的一種。
14、進(jìn)一步，所述碳材料為導(dǎo)電炭黑、碳納米管、科琴黑或乙炔黑中的一種。
15、本專利技術(shù)的有益效果：
16、本專利技術(shù)提供了一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，該方法操作簡單、重復(fù)性好，制備的鋰離子電池負(fù)極材料為一種富含sn空位的ti2sn1-xc?max相材料，與ti2snc相比，該材料中sn空位能夠帶來更多的儲(chǔ)鋰空間，提升了ti2snc作為鋰離子電池負(fù)極的循環(huán)性能和倍率性能，具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述球磨混合的轉(zhuǎn)速為300-400rpm，時(shí)間為2-4h。
3.如權(quán)利要求1所述鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述球磨破碎的轉(zhuǎn)速為200-300rpm，時(shí)間為2-3h。
4.如權(quán)利要求1所述鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述鹽酸溶液濃度為1mol/L，處理時(shí)間為10-15h。
5.如權(quán)利要求1所述鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述超聲處理在氬氣氛圍下進(jìn)行，超聲處理的時(shí)長為20-25h。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述離心是先以1000rpm的轉(zhuǎn)速離心20min，取上清，再以2000rpm的轉(zhuǎn)速離心20min。
7.一種鋰電池的制備方法，其特征在于，將權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述方法制備的鋰離子電池負(fù)極材料與粘結(jié)劑、碳材料按8:1:1的質(zhì)量
8.如權(quán)利要求7所述鋰電池的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇或聚四氟乙烯中的一種。
9.如權(quán)利要求7或8所述鋰電池的制備方法，其特征在于，所述碳材料為導(dǎo)電炭黑、碳納米管、科琴黑或乙炔黑中的一種。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述球磨混合的轉(zhuǎn)速為300-400rpm，時(shí)間為2-4h。
3.如權(quán)利要求1所述鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述球磨破碎的轉(zhuǎn)速為200-300rpm，時(shí)間為2-3h。
4.如權(quán)利要求1所述鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述鹽酸溶液濃度為1mol/l，處理時(shí)間為10-15h。
5.如權(quán)利要求1所述鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述超聲處理在氬氣氛圍下進(jìn)行，超聲處理的時(shí)長為20-25h。
6.如權(quán)利要求1至...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許劍光，李楊，姚為，李響，鄧斌，
申請(專利權(quán))人：鹽城工學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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