性能，将经上述步骤得到的改性软 碳负极材料作为锂离子电池的负极，以锂片作为正极，采用LiPF6-EC/DEC(l:l)做电解液， 组装CR2032型扣式电池，充放电电压限制在0-2. 0V，电流密度0. 2C，1C，30C进行充放电，测 试首次可逆容量和首次库伦效率，图3是实施例1制备得到的改性软碳材料制作的2032扣 式电池的首次充放电曲线图，具体测试数据见表1。
[0026] 实施例2 :锂离子电池改性软碳负极材料的制备
[0027] 将1000 g软碳原料与20g石墨烯材料在甲基丙烯酸甲酯溶液中混合搅拌均匀，在 砂磨机中进行研磨至粒度达到0. 5um后，在保护氮气气氛中在1000°C间，预烧4h，自然冷却 至室温。
[0028] 将2000g丙烯酸、1000 g异丙醇、30g环氧树脂、40g石墨烯、40gSP在高速分散釜中 混合8h后将预烧后的软碳材料过500目筛加入高速分散釜中，搅拌4h后在真空干燥箱中 120°C下烘干12h。将真空烘箱中烘干的粉末过1000目筛后放入焙烧炉中，通入氮气气氛后 以升温至900°C间，保温18h，自然冷却至室温，得到所述改性软碳负极材料。具体测试数据 见表1。
[0029] 实施例3 :锂离子电池改性软碳负极材料的制备
[0030] 将1000 g软碳原料与IOg石墨烯材料在乙二醇丁醚溶液中混合搅拌均匀，在砂磨 机中进行研磨至粒度达到2um后，在保护氮气气氛中在600°C间，预烧12h，自然冷却至室 温。
[0031] 将3000g丙酮、IOg聚乙烯基吡咯烷酮、IOg石墨烯、20gKS6在高速分散釜中混 合IOh后将预烧后的软碳材料过500目筛加入高速分散釜中，搅拌8h后在真空干燥箱中 120°C下烘干8h。将真空烘箱中烘干的粉末过1000目筛后放入焙烧炉中，通入氮气气氛后 以升温至1200°C间，保温6h，自然冷却至室温，得到所述改性软碳负极材料。具体测试数据 见表1。
[0032] 表1实施例1-3的电性能测试结果表
【主权项】
1. 一种锂离子电池改性软碳负极材料，其特征在于，在软碳粉末颗粒内部掺杂石墨烯 粉末颗粒，同时，石墨烯粉末颗粒分散负载于所述软碳粉末颗粒表层的纳米包覆材料涂层 中形成纳米导电碳层。
2. 根据权利要求1所述的锂离子电池改性软碳负极材料，其特征在于，所述软碳粉末 颗粒的粒径为1~30 ym。
3. 根据权利要求1所述的锂离子电池改性软碳负极材料，其特征在于，所述纳米包覆 材料涂层的厚度为IOnm~500nm，含量为0? 01~
4. 一种如权利要求1所述锂离子电池改性软碳负极材料的制备方法，包括以下步骤： 步骤一：按照石墨稀材料与软碳原料比例为0. 1~2wt %，将软碳原料与石墨稀材 料在溶剂中混合搅拌均勾，在砂磨机中进行研磨至石墨稀材料与软碳原料的粒度均达到 0? 3um~4um后于保护气氛中在300~1300°C间，预烧1~24h，自然冷却至室温，得到预烧 后的软碳材料； 步骤二：将溶剂、粘结剂及导电剂按照质量比为（1~10) : (0. 01~1) : (0. 01~1)在 高速分散爸中混合1~IOh ; 步骤三：将步骤一预烧后的软碳材料过筛200-1000目筛后，按照预烧后的软碳材料与 溶剂、粘结剂、导电剂的质量比例为1 : (1~10) : (〇. 01~1) : (〇. 01~1)加入到所述高速 分散釜中搅拌1~IOh后在真空干燥箱中80~150°C下烘干4~12h，得到粉末状产物； 步骤四：将步骤三得到的粉末过1000目筛后放入焙烧炉中，通入保护气体后以4-8°C/ min的速率升温至600~1150°C间，保温1~24h，自然冷却至室温，得到改性软碳负极材 料。
5. 根据权利要求4所述锂离子电池改性软碳负极材料的制备方法，步骤一中，所述软 碳原料为石油焦、石油系针状焦、煤系针状焦、非石墨化中间相碳微球中的任意一种或至少 两种的组合。
6. 根据权利要求4所述锂离子电池改性软碳负极材料的制备方法，步骤一和步骤二 中，所述溶剂为水、乙醇、乙醚、丙酮、甲基丙烯酸甲醋、丙烯酸丁醋、丙烯酸、异丙醇、乙二醇 丁醚、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯和二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
7. 根据权利要求4所述锂离子电池改性软碳负极材料的制备方法，步骤二中，所述粘 结剂为溶于水或有机溶剂的具有粘结性能的物质，包括：鹿糖、葡萄糖、甲基纤维素、聚乙烯 醇、聚乙二醇、酚醛树脂、聚乙烯基吡咯烷酮、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯和 聚丙烯腈中的任意一种或至少两种的组合。
8. 根据权利要求4所述锂离子电池改性软碳负极材料的制备方法，步骤二中，所述导 电剂为石墨烯材料与SP、KS6、镀镍碳纳米管中的一种或多种混合物，其中，石墨烯材料所占 比例为30~50wt%。
9. 根据权利要求4所述锂离子电池改性软碳负极材料的制备方法，其中，所述保护气 氛为氮气、氩气、氖气、氦气中的一种或多种混合。
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子电池改性软碳负极材料，在软碳粉末颗粒内部掺杂石墨烯粉末颗粒，同时，石墨烯粉末颗粒分散负载于所述软碳粉末颗粒表层的纳米包覆材料涂层中形成纳米导电碳层。其制备方法是：将软碳原料与石墨烯材料进行混合研磨至0.3um～4um后进行预烧，将预烧后的材料在溶剂中导电剂、粘结剂进行高速混合，将混合后的软碳材料真空干燥后在保护气氛下进行热处理得到改性软碳负极材料。利用该方法制备改性软碳负极材料可逆比容量大于360mAh/g、效率大于85％，且具有优良的快速嵌、脱锂能力，倍率性能和循环性能有较大改善。
【IPC分类】H01M4-133, H01M4-587, H01M4-583, H01M4-62
【公开号】CN104852049
【申请号】CN201410855276
【发明人】郭建, 张联齐, 周恩娄, 张楠
【申请人】常州益辉新能源科技有限公司, 江南石墨烯研究院
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2014年12月31日