CN102694174A - 一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，将石墨分散到乙醇中，然后加入过氧化氢，将硫酸亚铁溶于去离子水中，然后加入到石墨溶液中，调节pH值后搅拌反应并过滤水洗，除去其中的Cl-，即完成对石墨的活化处理。与现有技术相比，本发明提供石墨活化处理方法使石墨表面无定性化，有利于生成稳定的固态电解质膜，减少石墨的粉化现象，增强石墨的循环性及首次可逆容量。

Description

一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法
技术领域
本发明涉及一种石墨的活化处理方法，尤其是涉及一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法。
背景技术
石墨可作为锂离子电池的负极材料，石墨负极在电池循环过程中，溶剂会共插入石墨层间，形成固态电解质膜，这个过曾会造成石墨体积膨胀，从而使石墨产生剥离现象，石墨材料不断粉化，容量会不断减小。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种改善石墨负极循环性能的用于锂离子负极的石墨的活化处理方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，包括以下步骤：
(1)将石墨分散到乙醇中，超声使其分散均匀，然后加入过氧化氢，得到石墨溶液；
(2)将硫酸亚铁溶于去离子水中，然后加入到石墨溶液中，得到混合溶液；
(3)将混合溶液用稀硫酸调节pH值至2～3之间；
(4)将混合溶液在120℃～100℃油浴条件下，控制搅拌速度为700rpm搅拌反应1小时，过滤，水洗2～3次；
(5)用稀盐酸浸泡石墨混合溶液以溶解其中的铁，过滤后水洗至不再有Cl-析出，即完成对石墨的活化处理。
步骤(1)中所述的石墨在乙醇中分散的浓度为2g/5-10ml。
步骤(1)中所述的过氧化氢的质量分数为30％。
步骤(1)中加入的石墨与过氧化氢的重量比为2∶4-13.33。
步骤(2)中所述的硫酸亚铁为质量分数99％以上的七水合硫酸亚铁，硫酸亚铁在去离子水中的浓度为0.08～0.17g/ml。
步骤(3)中所述的稀硫酸的质量分数为0.3％。
与现有技术相比，本发明采用乙醇作为溶剂，石墨在水中分散性较差，加入乙醇可改善石墨在试剂中的分散性，使石墨的活化效果均匀。过氧化氢是一种氧化剂，氧化石墨表面，使石墨表面的石墨化程度降低，晶粒较小，无定形增强。硫酸亚铁可与过氧化氢反应，反应过程中生成羟基自由基，羟基自由基有很强的氧化性。稀硫酸用于调节PH至2～3之间，更有利于羟基自由基的生成。本发明提供石墨活化处理方法使石墨表面无定性化，有利于生成稳定的固态电解质膜，减少石墨的粉化现象，增强石墨的循环性及首次可逆容量。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，包括以下步骤：
(1)将2g石墨分散到5ml乙醇中，超声使其分散均匀，加入4g过氧化氢。将3.27g硫酸亚铁溶于30ml去离子水中，加入到石墨溶液中；
(2)将上述混合溶液用3ml稀硫酸调节PH值至2之间；
(3)将上诉混合溶液在120℃油浴条件下，700转/分钟搅拌下加热，1小时后，过滤，水洗3次；
(4)用稀盐酸侵泡上述产物，溶解出石墨中的铁，过滤，水洗至不再有Cl-析出，即完成对石墨的活化处理。
实施例2
一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，包括以下步骤：
(1)将2g石墨分散到6ml乙醇中，超声使其分散均匀，加入13.33g过氧化氢。将3.27g硫酸亚铁溶于40mL去离子水中，加入到石墨溶液中；
(2)将上述混合溶液用4ml稀硫酸调节PH值至2之间；
(3)将上诉混合溶液在120℃油浴条件下，700转/分钟搅拌下加热，1小时后，过滤，水洗2次；
(4)用稀盐酸侵泡上述产物，溶解出石墨中的铁，过滤，水洗至不再有Cl-析出，即完成对石墨的活化处理。
实施例3
一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，包括以下步骤：
(1)将2g石墨分散到5ml乙醇中，超声使其分散均匀，然后加入4g过氧化氢，其质量分数为30％，得到石墨溶液；
(2)将质量分数99％以上的七水合硫酸亚铁溶于去离子水中，硫酸亚铁的浓度为0.08g/ml，然后加入到石墨溶液中，得到混合溶液；
(3)将混合溶液用质量分数为0.3％的稀硫酸调节pH值至2；
(4)将混合溶液在120℃油浴条件下，控制搅拌速度为700rpm搅拌反应1小时，过滤，水洗2次；
(5)用稀盐酸浸泡石墨混合溶液以溶解其中的铁，过滤后水洗至不再有Cl-析出，即完成对石墨的活化处理。
实施例4
一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，包括以下步骤：
(1)将2g石墨分散到10ml乙醇中，超声使其分散均匀，然后加入13.33g过氧化氢，其质量分数为30％，得到石墨溶液；
(2)将质量分数99％以上的七水合硫酸亚铁溶于去离子水中，硫酸亚铁的浓度为0.17g/ml，然后加入到石墨溶液中，得到混合溶液；
(3)将混合溶液用质量分数为0.3％的稀硫酸调节pH值至3；
(4)将混合溶液在100℃油浴条件下，控制搅拌速度为700rpm搅拌反应1小时，过滤，水洗3次；
(5)用稀盐酸浸泡石墨混合溶液以溶解其中的铁，过滤后水洗至不再有Cl-析出，即完成对石墨的活化处理。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将石墨分散到乙醇中，超声使其分散均匀，然后加入过氧化氢，得到石墨溶液；
(2)将硫酸亚铁溶于去离子水中，然后加入到石墨溶液中，得到混合溶液；
(3)将混合溶液用稀硫酸调节pH值至2～3之间；
(4)将混合溶液在120℃～100℃油浴条件下，控制搅拌速度为700rpm搅拌反应1小时，过滤，水洗2～3次；
(5)用稀盐酸浸泡石墨混合溶液以溶解其中的铁，过滤后水洗至不再有Cl-析出，即完成对石墨的活化处理。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述的石墨在乙醇中分散的浓度为2g/5-10ml。
3.根据权利要求1所述的一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述的过氧化氢的质量分数为30％。
4.根据权利要求1所述的一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，其特征在于，步骤(1)中加入的石墨与过氧化氢的重量比为2∶4-13.33。
5.根据权利要求1所述的一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述的硫酸亚铁为质量分数99％以上的七水合硫酸亚铁，硫酸亚铁在去离子水中的浓度为0.08～0.17g/ml。
6.根据权利要求1所述的一种用于锂离子负极的石墨的活化处理方法，其特征在于，步骤(3)中所述的稀硫酸的质量分数为0.3％。
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