本发明涉及材料制备领域,具体涉及一种锂电池材料及其制备方法。
背景技术:
锂离子电池作为新一代绿色高能可充电电池,具有电压高、能量密度大、自放电小、循环性能好的特点,占据很多用电器的主导地位。有的小型电动工具需高倍率充放电使用,日使用频率较高,循环使用可达10多次,如果用电器使用寿命要求达到一年,电池循环寿命必须达到3000次左右,虽然锂离子电池循环寿命性能较好,如果负极粘接强度达不到要求,则随着循环次数的增加,涂层剥离程度加重,从而使电池内阻不断增大,循环容量加剧下降。传统工艺为了降低电池内阻,装配过程中负极片与电池壳体接触的部分一般没有活性物质,使铜箔集流体与电池壳内壁直接接触,当电池在充电过程中,负极电位降低,电解液必然在铜箔集流体的裸露表面发生还原反应产生气体,电池发生气胀,使正负极和隔膜发生分离并影响电池寿命。
技术实现要素:
为解决上述问题,本发明提供了一种锂电池材料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种锂电池材料,由以下重量份的原料制备所得:
纳米硅气凝胶30-40份、石墨烯平直片40-60份、导电炭黑10-20份、钛酸锂粉末10-15份、弹性硅丙乳液1-3份、全氟烷基丙烯酸酯共聚乳液5-9份。
优选地,由以下重量份的原料制备所得:
纳米硅气凝胶30份、石墨烯平直片40份、导电炭黑10份、钛酸锂粉末10份、弹性硅丙乳液1份、全氟烷基丙烯酸酯共聚乳液5份。
优选地,由以下重量份的原料制备所得:
纳米硅气凝胶40份、石墨烯平直片60份、导电炭黑20份、钛酸锂粉末15份、弹性硅丙乳液3份、全氟烷基丙烯酸酯共聚乳液9份。
优选地,由以下重量份的原料制备所得:
纳米硅气凝胶35份、石墨烯平直片50份、导电炭黑15份、钛酸锂粉末12.5份、弹性硅丙乳液2份、全氟烷基丙烯酸酯共聚乳液7份。
本发明还提供了一种锂电池材料的制备方法,包括如下步骤:
s1、按上述的配方称取各组分;
s2、将称取的石墨烯平直片、导电炭黑、全氟烷基丙烯酸酯共聚乳液、钛酸锂粉末、弹性硅丙乳液在中速混合器中混合20min后,投置于双螺杆挤出机中,经过熔融挤出,研磨,得混合粉剂;
s3、将所得的混合粉剂置于高剪切乳化剂乳化均匀后,转移置高压均质机内,加入称取的纳米硅气凝胶,匀质处理30min后,干燥,即得。
优选地,所述导电炭黑为具链状结构的导电炭黑。
优选地,所述石墨烯平直片为非氧化石墨烯平直片,石墨烯平直片的厚度为0.47-4.33nm,平均长度为100-2000nm。
本发明具有以下有益效果:
采用纳米硅气凝胶,复合后大幅度提高金属颗粒与石墨烯平直片之间的间隙、易于锂离子在间隙中迁移穿梭,过程中的嵌入与脱出,大大提高锂离子的充放电比容量,同时所得的材料具有优良的韧性、耐腐蚀性和导电性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以下实施例中,所述导电炭黑为具链状结构的导电炭黑。所述石墨烯平直片为非氧化石墨烯平直片,石墨烯平直片的厚度为0.47-4.33nm,平均长度为100-2000nm。
实施例1
一种锂电池材料,由以下重量份的原料制备所得:
纳米硅气凝胶30份、石墨烯平直片40份、导电炭黑10份、钛酸锂粉末10份、弹性硅丙乳液1份、全氟烷基丙烯酸酯共聚乳液5份。
实施例2
一种锂电池材料,由以下重量份的原料制备所得:
纳米硅气凝胶40份、石墨烯平直片60份、导电炭黑20份、钛酸锂粉末15份、弹性硅丙乳液3份、全氟烷基丙烯酸酯共聚乳液9份。
实施例3
一种锂电池材料,由以下重量份的原料制备所得:
纳米硅气凝胶35份、石墨烯平直片50份、导电炭黑15份、钛酸锂粉末12.5份、弹性硅丙乳液2份、全氟烷基丙烯酸酯共聚乳液7份。
本发明实施例还提供了上述锂电池材料的制备方法,包括如下步骤:
s1、按实施例1-实施例3所述的配方称取各组分;
s2、将称取的石墨烯平直片、导电炭黑、全氟烷基丙烯酸酯共聚乳液、钛酸锂粉末、弹性硅丙乳液在中速混合器中混合20min后,投置于双螺杆挤出机中,经过熔融挤出,研磨,得混合粉剂;
s3、将所得的混合粉剂置于高剪切乳化剂乳化均匀后,转移置高压均质机内,加入称取的纳米硅气凝胶,匀质处理30min后,干燥,即得。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。