本发明涉及锂电池领域，具体是一种锂电池用负极材料。
背景技术：
由于以石油和煤为主的化石燃料的不断消耗，以及对于环境污染的不断加重，如当前的雾霾天气以及汽车尾气已经成为人类健康的头号杀手等，已经严重影响人类健康和生存环境。越来越多的人将目光投向新能源技术，开发新能源成为众多国家的能源战略重点，锂电池是其中的一个重要方向，锂电池以其优异的性能正成为最有潜力的动力源之一。
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，与铅酸、镍镉、镍氢等传统的二次电池相比，锂电池具有工作电压高、体积小、质量轻、容量密度高、无记忆效应、无污染，以及自放电小、循环寿命长等优点，逐渐取代了传统的铅酸电池等化学电源。特别是随着能源与环境问题的日益凸显，锂电池得到了越来越多的重视。
锂电池的正极材料从钴酸锂、镍钴锰酸锂到磷酸铁锂，而负极材料目前虽然仍以各种碳材料为主，但是碳负极材料存在缺陷：首次放电过程中生成SEI膜(固体电解质膜)，造成不可逆容量损失，这就限制了锂电池的应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种锂电池用负极材料，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：
一种锂电池用负极材料，包括以下重量份的原料：钛酸锂10-16份、碳纤维管5-8份、氧化钙2-4份、氧化铝2.6-4.5份、聚丙烯酸乙二醇酯3-6份、硫代硫酸钠1.5-3份、阴离子聚丙烯酰胺2-3份、卡波姆5-8份和豌豆6-10份。
作为本发明进一步的方案：碳纤维管的长度为0.05-0.5mm，卡波姆包括卡波姆940、卡波姆934和卡波姆980中的任意一种。
作为本发明进一步的方案：氧化钙的粒径为0.08-0.2mm，氧化铝的粒径为0.2-0.45mm。
所述锂电池用负极材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将豌豆粉碎并且加入其重量1.2-1.8倍的去离子水，在放入磁化处理装置中搅拌，搅拌温度为50-80摄氏度，搅拌时间为12-15小时，然后微波萃取45-60分钟，得到豌豆萃取液；
步骤二，将碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆加入球料比为60-80:1的球磨机中并且在50-60摄氏度下球磨至150-180目，得到第一混合物；
步骤三，将钛酸锂、硫代硫酸钠和阴离子聚丙烯酰胺加入总重量3-5倍的质量分数为50-65％的乙醇水溶液中并且磁力搅拌均匀，得到第二混合物；
步骤四，将豌豆萃取液加入第一混合物中并且在50-75摄氏度和PH值为3-5的条件下保持3-4小时，得到第三混合物，将聚丙烯酸乙二醇酯加入第二混合物中并且超声振荡20-30分钟，得到第四混合物；
步骤五，将第三混合物和第四混合物在转速为1500-1800rpm的混合机中混合均匀，然后在60-80摄氏度下干燥，得到干粉后研磨，得到半成品；
步骤六，将半成品放入烧结炉中，烧结炉以5-10摄氏度/分钟的速度升温至480-540摄氏度并且保持80-100分钟，再以16-20摄氏度/分钟的速度升温至750-840摄氏度并且保持3-5小时，炉冷至室温，即得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤四中超声振荡的功率为220-270W，超声振荡的频率为30-36kHz。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，通过将不同的原料采用不同的制备工艺，再将制备的原料进行不同工艺的配合，制备的成品具有良好的循环寿命和储存性能，使用范围广。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种锂电池用负极材料，包括以下重量份的原料：钛酸锂10份、碳纤维管5份、氧化钙2份、氧化铝2.6份、聚丙烯酸乙二醇酯3份、硫代硫酸钠1.5份、阴离子聚丙烯酰胺2份、卡波姆5份和豌豆6份。碳纤维管的长度为0.36mm，卡波姆采用卡波姆934。
所述锂电池用负极材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将豌豆粉碎并且加入其重量1.6倍的去离子水，在放入磁化处理装置中搅拌，搅拌温度为65摄氏度，搅拌时间为14小时，然后微波萃取50分钟，得到豌豆萃取液；
步骤二，将碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆加入球料比为68:1的球磨机中并且在55摄氏度下球磨至160目，得到第一混合物；
步骤三，将钛酸锂、硫代硫酸钠和阴离子聚丙烯酰胺加入总重量4倍的质量分数为58％的乙醇水溶液中并且磁力搅拌均匀，得到第二混合物；
步骤四，将豌豆萃取液加入第一混合物中并且在66摄氏度和PH值为3.8的条件下保持3小时，得到第三混合物，将聚丙烯酸乙二醇酯加入第二混合物中并且超声振荡26分钟，得到第四混合物；
步骤五，将第三混合物和第四混合物在转速为1650rpm的混合机中混合均匀，然后在70摄氏度下干燥，得到干粉后研磨，得到半成品；
步骤六，将半成品放入烧结炉中，烧结炉以8摄氏度/分钟的速度升温至510摄氏度并且保持96分钟，再以18摄氏度/分钟的速度升温至780摄氏度并且保持3小时，炉冷至室温，即得到成品。
实施例2
一种锂电池用负极材料，包括以下重量份的原料：钛酸锂13份、碳纤维管6.5份、氧化钙2.8份、氧化铝3.3份、聚丙烯酸乙二醇酯4.2份、硫代硫酸钠2.1份、阴离子聚丙烯酰胺2.4份、卡波姆6.4份和豌豆7.5份。氧化钙的粒径为0.16mm，氧化铝的粒径为0.4mm。
所述锂电池用负极材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将豌豆粉碎并且加入其重量1.5倍的去离子水，在放入磁化处理装置中搅拌，搅拌温度为70摄氏度，搅拌时间为14小时，然后微波萃取54分钟，得到豌豆萃取液；
步骤二，将碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆加入球料比为75:1的球磨机中并且在56摄氏度下球磨至170目，得到第一混合物；
步骤三，将钛酸锂、硫代硫酸钠和阴离子聚丙烯酰胺加入总重量3倍的质量分数为60％的乙醇水溶液中并且磁力搅拌均匀，得到第二混合物；
步骤四，将豌豆萃取液加入第一混合物中并且在65摄氏度和PH值为4.5的条件下保持4小时，得到第三混合物，将聚丙烯酸乙二醇酯加入第二混合物中并且超声振荡28分钟，得到第四混合物；
步骤五，将第三混合物和第四混合物在转速为1500rpm的混合机中混合均匀，然后在78摄氏度下干燥，得到干粉后研磨，得到半成品；
步骤六，将半成品放入烧结炉中，烧结炉以10摄氏度/分钟的速度升温至540摄氏度并且保持90分钟，再以18摄氏度/分钟的速度升温至810摄氏度并且保持4小时，炉冷至室温，即得到成品。
实施例3
一种锂电池用负极材料，包括以下重量份的原料：钛酸锂15份、碳纤维管7.5份、氧化钙3.5份、氧化铝4.2份、聚丙烯酸乙二醇酯5.5份、硫代硫酸钠2.6份、阴离子聚丙烯酰胺2.8份、卡波姆7.5份和豌豆9份。碳纤维管的长度为0.35mm，卡波姆采用卡波姆980。
所述锂电池用负极材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将豌豆粉碎并且加入其重量1.2倍的去离子水，在放入磁化处理装置中搅拌，搅拌温度为66摄氏度，搅拌时间为13小时，然后微波萃取60分钟，得到豌豆萃取液；
步骤二，将碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆加入球料比为77:1的球磨机中并且在58摄氏度下球磨至160目，得到第一混合物；
步骤三，将钛酸锂、硫代硫酸钠和阴离子聚丙烯酰胺加入总重量4倍的质量分数为60％的乙醇水溶液中并且磁力搅拌均匀，得到第二混合物；
步骤四，将豌豆萃取液加入第一混合物中并且在72摄氏度和PH值为4.6的条件下保持3.5小时，得到第三混合物，将聚丙烯酸乙二醇酯加入第二混合物中并且超声振荡26分钟，超声振荡的功率为240W，超声振荡的频率为33kHz，得到第四混合物；
步骤五，将第三混合物和第四混合物在转速为1700rpm的混合机中混合均匀，然后在78摄氏度下干燥，得到干粉后研磨，得到半成品；
步骤六，将半成品放入烧结炉中，烧结炉以5摄氏度/分钟的速度升温至480摄氏度并且保持88分钟，再以16摄氏度/分钟的速度升温至840摄氏度并且保持5小时，炉冷至室温，即得到成品。
实施例4
一种锂电池用负极材料，包括以下重量份的原料：钛酸锂16份、碳纤维管8份、氧化钙4份、氧化铝4.5份、聚丙烯酸乙二醇酯6份、硫代硫酸钠3份、阴离子聚丙烯酰胺3份、卡波姆8份和豌豆10份。碳纤维管的长度为0.38mm，卡波姆采用卡波姆940。氧化钙的粒径为0.15mm，氧化铝的粒径为0.36mm。
所述锂电池用负极材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将豌豆粉碎并且加入其重量1.6倍的去离子水，在放入磁化处理装置中搅拌，搅拌温度为75摄氏度，搅拌时间为14小时，然后微波萃取58分钟，得到豌豆萃取液；
步骤二，将碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆加入球料比为75:1的球磨机中并且在55摄氏度下球磨至160目，得到第一混合物；
步骤三，将钛酸锂、硫代硫酸钠和阴离子聚丙烯酰胺加入总重量3倍的质量分数为62％的乙醇水溶液中并且磁力搅拌均匀，得到第二混合物；
步骤四，将豌豆萃取液加入第一混合物中并且在70摄氏度和PH值为4.5的条件下保持3小时，得到第三混合物，将聚丙烯酸乙二醇酯加入第二混合物中并且超声振荡30分钟，超声振荡的功率为260W，超声振荡的频率为36kHz，得到第四混合物；
步骤五，将第三混合物和第四混合物在转速为1800rpm的混合机中混合均匀，然后在75摄氏度下干燥，得到干粉后研磨，得到半成品；
步骤六，将半成品放入烧结炉中，烧结炉以10摄氏度/分钟的速度升温至500摄氏度并且保持100分钟，再以18摄氏度/分钟的速度升温至810摄氏度并且保持3小时，炉冷至室温，即得到成品。
对比例1
除不含有豌豆，其余原料和制备方法均与实施例3相同。
对比例2
对比例2采用现有产品。
将实施例1-4的产品和对比例1-2的产品作为锂电池负极进行性能测试，在室温下，以设计容量1C0mA/2.5V的恒定电流和恒定电压对电池充电，当电流小于0.05C0mA时充电截止。搁置30分钟后，以1C0mA的恒定电流放电至1.2V，测定电池的初始容量和厚度。再以设计容量1C0mA/2.5V的恒定电流和恒定电压对电池充电，当电流小于0.05C0mA时充电截止。将电池置于60摄氏度的恒温箱中，搁置7天后，以1C0mA的恒定电流放电至1.2V，测定储存后的电池容量和厚度。测试结果见表1。容量剩余率＝储存后容量/初始容量×100％。
表1
从表1中可以看出，实施例1-4的产品在电化学性能上优于对比例1-2的产品。
本发明将豌豆进行萃取，再依次利用阴离子聚丙烯酰胺和聚丙烯酸乙二醇酯对钛酸锂和硫代硫酸钠进行改性，得到第四混合物，使得硫代硫酸钠与钛酸锂接触良好，增强导电性，再利用豌豆萃取液对碳纤维管、氧化钙、氧化铝和卡波姆进行改性，使得卡波姆包覆在碳纤维管、氧化钙和氧化铝外部，减少与水分的接触，得到第三混合物，将第三混合物与第四混合物混合，聚丙烯酸乙二醇酯具有粘接作用，可以使得物料接触充分，形成导电网络，减少锂离子的导电路途，有利于提高锂电池的循环寿命和储存性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。