一种基于大孔炭电极的锂离子电池制备方法

一种基于大孔炭电极的锂离子电池制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及现代电池工业，具体涉及一种基于大孔炭电极的锂离子电池制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，锑及锑基氧化物因理论比容量高及安全性好而得到关注，但在嵌放锂过程中体积变化较大，因而其循环佳能不佳。研究这通过复合手段将碳材料的稳定性与金属或其氧化物高容量相结合，但其思路无疑是正确的，但在具体实验中存在一些困难，如活化物质与导电物质结合不够均匀和牢固；添加粘结剂而引起导电不良；活性物质的体积膨胀对电极循环性的影响未得到有效控制，这些问题是粉末电极材料无法克服的，因而构建新的电极材料显得尤为重要。

【发明内容】

[0003]本发明旨在提出一种基于大孔炭电极的锂离子电池制备方法。
[0004]本发明的技术方案在于:
一种基于大孔炭电极的锂离子电池制备方法，包括以下步骤:
步骤1:原材料准备:
双酚A型环氧树脂(EE-4)、二乙烯三胺、聚乙二醇400、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、正硅酸四乙酯、氨水(25%-28%)、无水乙醇、丙烯腈、丙烯酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺、三氯化锑、乙二醇、电解液；
步骤2:S12的制备:
(1)取16.0g环氧树脂、18.0g聚乙二醇1000和14.0聚乙二醇2000，加入4.0g 二乙烯三胺混合，并在70°C固化反应3h ；
(2)水洗除去聚乙二醇，得到一种多孔聚合物；
(3)将其多孔聚合物在60°C干燥2好h，浸泡于正硅酸四乙酯中3h，在氨水中于50°C水解12h，使正硅酸四乙酯中充分水解转化为S12;
步骤3:C/ S12的制备:
(1)取10.0g N, N-二甲基甲酰胺、5.0丙烯腈和0.2g丙烯酸甲酯，加入25mg 二乙丁睛，溶解后导入试管；
(2)将经120°C干燥3h的大孔S12W入上述溶液中，直至载体编程透明状；
(3)将上述载体在N2保护下70°C聚合4-6h，升温至80°C反应3_5h，接着在80°C下干燥lh，并在高温炭化炉中炭化，并自然冷却，得到C/ S125
步骤4:C/ Si02/Sb203的制备:
(1)配置0.5mol/L SbCl3乙二醇溶液，将干燥后的C/ S12注入溶液中；
(2)在80°C烘干2h后取出，在35ml氨水的作用下雨60°C氨解lh，并取出于清水中清洗Ih ； (3)然后在无水乙醇中浸泡，最后晾干模板中的无水乙醇，与450°C高温烧结lh，即得到C/Si02/Sb203复合材料。
[0005]优选地，在制备3丨02的过程中，为除去反应中生成的乙醇及吸附的氨水将得到的复合物在60°C下干燥2h，以5°C /min的升温速率，从室温升至820%后继续煅烧30min，已除去聚合物模板。
[0006]本发明的技术效果在于:
本发明将电活性物质引入大孔结构中，不但可以避免使用粘结剂，降低电池内阻，而且可以使电活性物质的形态得到有效保护，从而增强电池的稳定性，大孔结构还可以使电解质渗入的电极内部，为锂离子的传输必要的通道。
【具体实施方式】
[0007]一种基于大孔炭电极的锂离子电池制备方法，包括以下步骤:
步骤1:原材料准备:
双酚A型环氧树脂(EE-4)、二乙烯三胺、聚乙二醇400、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、正硅酸四乙酯、氨水(25%-28%)、无水乙醇、丙烯腈、丙烯酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺、三氯化锑、乙二醇、电解液；
步骤2:S12的制备:
(1)取16.0g环氧树脂、18.0g聚乙二醇1000和14.0聚乙二醇2000，加入4.0g 二乙烯三胺混合，并在70°C固化反应3h ；
(2)水洗除去聚乙二醇，得到一种多孔聚合物；
(3)将其多孔聚合物在60°C干燥2好h，浸泡于正硅酸四乙酯中3h，在氨水中于50°C水解12h，使正硅酸四乙酯中充分水解转化为S12;
在制备S12的过程中，为除去反应中生成的乙醇及吸附的氨水将得到的复合物在60°C下干燥2h，以5°C /min的升温速率，从室温升至820%后继续煅烧30min，已除去聚合物模板。
[0008]步骤3:C/ S12的制备:
(1)取10.0g N, N-二甲基甲酰胺、5.0丙烯腈和0.2g丙烯酸甲酯，加入25mg 二乙丁睛，溶解后导入试管；
(2)将经120°C干燥3h的大孔S12W入上述溶液中，直至载体编程透明状；
(3)将上述载体在N2保护下70°C聚合4-6h，升温至80°C反应3_5h，接着在80°C下干燥lh，并在高温炭化炉中炭化，并自然冷却，得到C/ S125
步骤4:C/ Si02/Sb203的制备:
(1)配置0.5mol/L SbCl3乙二醇溶液，将干燥后的C/ S12注入溶液中；
(2)在80°C烘干2h后取出，在35ml氨水的作用下雨60°C氨解lh，并取出于清水中清洗Ih ；
(3)然后在无水乙醇中浸泡，最后晾干模板中的无水乙醇，与450°C高温烧结lh，即得到C/Si02/Sb203复合材料。
【主权项】
1.一种基于大孔炭电极的锂离子电池制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:原材料准备: 双酚A型环氧树脂(EE-4)、二乙烯三胺、聚乙二醇400、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、正硅酸四乙酯、氨水(25%-28%)、无水乙醇、丙烯腈、丙烯酸甲酯、N，N-二甲基甲酰胺、三氯化锑、乙二醇、电解液； 步骤2:S12的制备: (1)取16.0g环氧树脂、18.0g聚乙二醇1000和14.0聚乙二醇2000，加入4.0g 二乙烯三胺混合，并在70°C固化反应3h ； (2)水洗除去聚乙二醇，得到一种多孔聚合物； (3)将其多孔聚合物在60°C干燥2好h，浸泡于正硅酸四乙酯中3h，在氨水中于50°C水解12h，使正硅酸四乙酯中充分水解转化为S12; 步骤3:C/ S12的制备: (1)取10.0g N, N-二甲基甲酰胺、5.0丙烯腈和0.2g丙烯酸甲酯，加入25mg 二乙丁睛，溶解后导入试管； (2)将经120°C干燥3h的大孔S12W入上述溶液中，直至载体编程透明状； (3)将上述载体在N2保护下70°C聚合4-6h，升温至80°C反应3_5h，接着在80°C下干燥lh，并在高温炭化炉中炭化，并自然冷却，得到C/ S125 步骤4:C/ Si02/Sb203的制备: (1)配置0.5mol/L SbCl3乙二醇溶液，将干燥后的C/ S12注入溶液中； (2)在80°C烘干2h后取出，在35ml氨水的作用下雨60°C氨解lh，并取出于清水中清洗Ih ； (3)然后在无水乙醇中浸泡，最后晾干模板中的无水乙醇，与450°C高温烧结lh，即得到C/Si02/Sb203复合材料。
2.如权利要求1一种基于大孔炭电极的锂离子电池制备方法，其特征在于:在制备3102的过程中，为除去反应中生成的乙醇及吸附的氨水将得到的复合物在60°C下干燥2h，以5°C /min的升温速率，从室温升至820%后继续煅烧30min，已除去聚合物模板。
【专利摘要】本发明涉及现代电池工业，具体涉及一种基于大孔炭电极的锂离子电池制备方法。一种基于大孔炭电极的锂离子电池制备方法，包括以下步骤：步骤1：原材料准备；步骤2：SiO2的制备；步骤3：C/SiO2的制备；步骤4：C/SiO2/Sb2O3的制备。本发明将电活性物质引入大孔结构中，不但可以避免使用粘结剂，降低电池内阻，而且可以使电活性物质的形态得到有效保护，从而增强电池的稳定性，大孔结构还可以使电解质渗入的电极内部，为锂离子的传输必要的通道。
【IPC分类】H01M10-0525, H01M10-058
【公开号】CN104681872
【申请号】CN201410689289
【发明人】掌蕴东
【申请人】掌蕴东
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年11月26日