苯胺黑作为锂离子电池负极材料的应用以及锂离子电池负极、锂离子电池的制作方法

本发明属于锂电池领域，涉及苯胺黑作为锂离子电池负极材料的应用以及以苯胺黑作为负极材料的锂离子电池负极和锂离子电池。

(二)

背景技术：

目前，锂离子电池已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多便携式电子产品领域，并且成为了未来电动汽车(ev)、电动和机械动力并用的混合电动汽车(hev)等领域的可再充式电源的主要选择对象。因而，锂离子电池的性能优化吸引了了社会的极大关注。

在锂离子电池发展的过程中，传统锂离子电池负极材料为无机材料，而无机材料由于理论比容量和结构稳定性所限，能量密度很难进一步提高。并且随着锂离子电池的大规模生产和使用，人们开始担忧无机电极材料带来的资源与环境问题。而有机电极材料具备结构多样性、柔韧性、易加工性以及环保等多项优点，因而有机电极材料在锂离子电池电极材料领域占有越来越重要的地位。但是，传统的有机电极材料的制备工艺过程通常都比较复杂，制备得到的电极材料的分子结构在充放电时会遭到一定的破坏，从而使得电极的电导率下降，机械性能遭到破坏。因此传统的有机电极锂离子电池负极材料的比电容、能量密度较低，循环性也不佳。

醌类化合物具有良好的电化学氧化还原活性，人们很早就对它们展开了电化学方面的研究。但是醌类有机化合物如菲醌、苯醌及苯醌衍生物作为电极材料的利用率很低，实际比容量并不高，也难以进行充放电循环。因此，得到一种性能优异的有机电极材料是目前研究者们迫切需要解决的问题。

(三)

技术实现要素：

本发明的首要目的是提供苯胺黑作为锂离子电池负极材料的应用，其具有成本低、容量高的特点。

本发明的第二个目的是提供一种以苯胺黑作为锂离子电池负极材料的锂离子电池负极，改善了有机物导电性差的问题，进一步提高了容量。

本发明的第三个目的是提供一种以苯胺黑作为锂离子电池负极材料的锂离子电池，具有良好的循环性能和优异的倍率特性。

下面具体说明本发明的技术方案。

一方面，本发明提供了苯胺黑作为锂离子电池负极材料的应用，所述的苯胺黑为醇溶性苯胺黑或水溶性苯胺黑。

进一步，所述的苯胺黑为水溶性苯胺黑。

本发明使用的苯胺黑可以使用市售商品，也可以根据文献报道的方法进行制备。

本发明所述苯胺黑作为锂离子电池负极材料的应用，可按照常规方法将苯胺黑作为锂离子电池负极活性材料来制备锂离子电池负极，即将苯胺黑、导电碳材料、粘结剂材料和溶剂混合得到的浆料涂布在铜箔上得到锂离子电池负极。

第二方面，本发明提供了一种锂离子电池负极，其是通过将苯胺黑、导电碳材料、粘结剂材料和溶剂混合得到的浆料涂布在碳布上得到。

进一步，所述的导电碳材料为导电炭黑。

进一步，所述的粘结剂材料为聚偏氟乙烯，所述的溶剂为n-甲基吡咯烷酮。更进一步，所述的聚偏氟乙烯与n-甲基吡咯烷酮的质量比为1：10。

进一步，以苯胺黑、导电碳材料和粘结剂材料的总质量为100％计，所述的苯胺黑、导电碳材料、粘结剂材料的质量百分比分别为80％、10％和10％。

第三方面，本发明提供了一种锂离子电池，其使用上述锂离子电池负极作为负极。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：

(1)本发明提供的苯胺黑作为锂离子电池负极材料，其具有成本低、容量高的特点。

(2)本发明中锂离子电池负极的制备方法简单，利用碳布作为集流体，改善了有机物导电性差的问题，进一步提高了容量，使得到锂离子电池具有良好的循环性能和优异的倍率特性，从而满足使用要求。

(四)附图说明

图1是实施例1所制备的有机电极材料的锂离子电池循环性能图。

图2是实施例2所制备的有机电极材料的锂离子电池循环性能图。

图3是实施例3所制备的有机电极材料的锂离子电池循环性能图。

(五)具体实施方法

下面以具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

取0.1g水溶性苯胺黑(麦克林试剂，cas:8005-03-6)到烧杯中，依次加入0.0125g的导电炭黑和0.0125g聚偏氟乙烯，以n-甲基吡咯烷酮作为溶剂，聚偏氟乙烯与n-甲基吡咯烷酮的质量比例为1：10。搅拌均匀后涂在用酒精清洗过的碳布上，制成锂离子电池负极。金属锂片为对电极，电解液为1mol/llipf6/ec:dmc(1:1)，聚丙烯微孔薄膜为隔膜，组装成模拟锂离子电池。图1为相应电池在100ma/g电流密度下，0.01–3.0v的电压范围内的循环性能曲线，表明所测电池在100ma/g电流密度下具有较高的容量，良好的循环性能和高的库伦效率。

实施例2

取0.1g醇溶苯胺黑(麦克林试剂，cas:11099-03-9)到烧杯中，依次加入0.0125g的导电炭黑和0.0125g聚偏氟乙烯，以n-甲基吡咯烷酮为溶剂，其中聚偏氟乙烯与n-甲基吡咯烷酮的质量比例为1：10。搅拌均匀后涂在用酒精清洗过的碳布上，制成锂离子电池负极。金属锂片为对电极，电解液为1mol/llipf6/ec:dmc(1:1)，聚丙烯微孔薄膜为隔膜，组装成模拟锂离子电池。图2为相应电池在500ma/g电流密度下，0.01–3.0v的电压范围内的循环性能曲线，表明所测电池在500ma/g电流密度下具有较高的容量，良好的循环性能和高的库伦效率。

实施例3

以80:10:10的质量比分别称取醇溶苯胺黑(麦克林试剂，cas:11099-03-9)材料:super-p:pvdf，溶剂采用n-甲基吡咯烷酮，聚偏氟乙烯与n-甲基吡咯烷酮的质量比例为1：10，研磨均匀后涂在铜箔上，制成电极，金属锂片为对电极，电解液为1mol/llipf6/ec:dmc(1:1)，聚丙烯微孔薄膜为隔膜，组装成模拟锂离子电池。图3为相应电池在10ma/g电流密度下，0.01–3.0v的电压范围内的循环性能曲线，表明所测电池在10ma/g电流密度下具有较高的容量，良好的循环性能和高的库伦效率。

技术特征：

技术总结
本发明公开了苯胺黑作为锂离子电池负极材料的应用以及锂离子电池负极、锂离子电池。本发明提供的苯胺黑用作锂离子电池负极材料，具有成本低、容量高的特点。本发明提供了一种以苯胺黑作为锂离子电池负极材料的锂离子电池负极，改善了有机物导电性差的问题，进一步提高了容量。本发明还提供了一种以苯胺黑作为锂离子电池负极材料的锂离子电池，具有良好的循环性能和优异的倍率特性。

技术研发人员：陶新永;孙国元;袁华栋;夏阳;梁初;黄辉;张俊;甘永平;张文魁
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2018.09.13
技术公布日：2019.03.01