含鈷的改性石墨的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含鈷的改性石墨的制備方法，屬于化學(xué)電池制備領(lǐng)域。本發(fā)明提供的方法中，將Co（NO3）2粉末、檸檬酸和天然石墨按比例混合均勻，然后通過壓制燒結(jié)，即得所述的含鈷的改性石墨；此改性石墨可用于鋰電池的負(fù)極材料使用，改善了石墨材料的電化學(xué)性能，不但能夠提高電極與電解液的兼容性，在隨后的循環(huán)過程中阻止溶劑的插入，降低了不可逆損失；而且其外層包覆物固定了石墨片，在Li+反復(fù)脫嵌改變石墨體積時，阻止石墨層的脫落。
【專利說明】含鈷的改性石墨的制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于化學(xué)電池制備領(lǐng)域，尤其涉及一種含鈷的改性石墨的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，隨著石油、天然氣的開采和大量使用以及汽車行業(yè)的發(fā)展，石油等資源的不可再生性日益受到廣泛的關(guān)注。人們對城市空氣質(zhì)量及地球石油資源危機等問題日趨重視，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源的呼聲日趨高漲，促使人們高度重視新能源的開發(fā)和利用。鋰離子電池由于具有長的循環(huán)壽命和高的能量密度而被認(rèn)為是混合電動汽車以及便攜式電子設(shè)備很有前景的新能源。石墨作為目前商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極材料，價格便宜，熱穩(wěn)定性好，環(huán)境友好；但由于石墨的嵌鋰電位比較低，容易導(dǎo)致電解液的分解以及枝晶鋰的析出，引發(fā)一系列的安全問題。因此，基本的解決辦法是使用一對具有更高平衡電位的氧化還原電對，使枝晶鋰的析出在熱力學(xué)上是不利的。
[0004]天然石墨被廣泛用作鋰離子電池的負(fù)極材料，但天然石墨與電解液的相容性較差，在嵌/脫鋰過程中易發(fā)生石墨層的剝離而導(dǎo)致循環(huán)性能下降，因而限制了純天然石墨在鋰離子電池中的應(yīng)用。
[0005]因此開發(fā)新型非碳系負(fù)極材料具有極為重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一種含鈷的改性石墨的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將Co(N03) 2`固體粉碎成粒徑為5~IOMm的粉末；
(2)將步驟(1)得到的Co(N03) 2粉末、檸檬酸和天然石墨按比例混合研磨，壓力成型后得到混合物A ;
(3)將所述的混合物A在40(T500°C下燒結(jié)12~16h，即得所述的含鈷的改性石墨；
其中，步驟(3 )是在氮氣氛下進(jìn)行。
[0007]優(yōu)選地，步驟(2)中所述的Co (NO3)2粉末、檸檬酸和天然石墨按照(0.0f0.05):(0.02~0.05):1的質(zhì)量比進(jìn)行混合。
[0008]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明中提供的含鈷的改性石墨的制備方法，制備而成的改性石墨表面包覆四氧化三鈷和無定形碳，用于鋰電池的負(fù)極材料使用，改善了石墨材料的電化學(xué)性能，不但能夠提高電極與電解液的兼容性，在隨后的循環(huán)過程中阻止溶劑的插入，降低了不可逆損失；而且其外層包覆物固定了石墨片，在Li+反復(fù)脫嵌改變石墨體積時，阻止石墨層的脫落。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0010]實施例1
一種含鈷的改性石墨的制備方法，包括以下步驟:
(1)將Co(NO3)2固體粉碎成粒徑為5~IOMm的粉末；
(2)將步驟(1)得到的Co(NO3)2粉末、檸檬酸和天然石墨按0.01:0.02:1的質(zhì)量比進(jìn)行混合研磨，壓力成型后得到混合物A ;
(3)將所述的混合物A在400°C下燒結(jié)16h(燒結(jié)在氮氣氛下進(jìn)行)，即得所述的含鈷的改性石墨。
[0011]實施例2
一種含鈷的改性石墨的制備方法，包括以下步驟:
(1)將Co(NO3)2固體粉碎成粒徑為5~10Mm的粉末；
(2)將步驟(1)得到的Co(NO3)2粉末、檸檬酸和天然石墨按0.05:0.05:1的質(zhì)量比進(jìn)行混合研磨，壓力成型后得到混合物A ;
(3)將所述的混合物A在500°C下燒結(jié)12h(燒結(jié)在氮氣氛下進(jìn)行)，即得所述的含鈷的改性石墨。
[0012]實施例3 一種含鈷的改性石墨的制備方法，包括以下步驟:
(1)將Co(NO3)2固體粉碎成粒徑為5~IOMm的粉末；
(2)將步驟(1)得到的Co(NO3)2粉末、檸檬酸和天然石墨按0.02:0.03:1的質(zhì)量比進(jìn)行混合研磨，壓力成型后得到混合物A ;
(3)將所述的混合物A在450°C下燒結(jié)14h(燒結(jié)在氮氣氛下進(jìn)行)，即得所述的含鈷的
改性石墨。
【權(quán)利要求】
1.一種含鈷的改性石墨的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將Co(NO3)2固體粉碎成粒徑為5~IOMm的粉末； (2)將步驟(1)得到的Co(NO3)2粉末、檸檬酸和天然石墨按比例混合研磨，壓力成型后得到混合物A ； (3)將所述的混合物A在40(T500°C下燒結(jié)12~16h，即得所述的含鈷的改性石墨； 其中，步驟(3 )是在氮氣氛下進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈷的改性石墨的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的 Co (NO3) 2粉末、 檸檬酸和天然石墨按照(0.01~0.05):(0.02~0.05):1的質(zhì)量比進(jìn)行混合。
【文檔編號】C01B31/04GK103641103SQ201310568636
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】王維利, 范未峰 申請人:成都興能新材料有限公司