納米金剛石粉和石墨烯的復合電極材料及其制備方法

納米金剛石粉和石墨烯的復合電極材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開一種用于鋰電池負極的納米金剛石粉/石墨烯復合電極材料及其制備方法。本方法具體是以檸檬酸、尿素、納米金剛石粉作為碳源，經微波加熱處理，得到塊狀固體粉末，之后在惰性氣體保護下進行高溫碳化處理，獲得復合電極材料；也可以將納米金剛石粉與石墨烯直接進行混合，在無水乙醇中高頻超聲處理、再干燥獲得復合電極材料。納米金剛石粉/石墨烯復合電極材料研磨成粉末，與其他碳材料在粘結劑的作用下充分研磨混合，制得鋰離子電池的負電極。本方法的納米金剛石粉/石墨烯復合電極材料作為陰極制成的鋰離子電池具有比容量高、循環性能好、充放電庫倫效率大等優良的性能。而且制備方法簡單、成本低、綠色環保，具有良好的應用前景。
【專利說明】
納米金剛石粉和石墨烯的復合電極材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于鋰離子電池負極材料的技術領域，涉及一種納米金剛石粉和石墨烯的復合電極材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]二次電池是現代電子電器如移動電話、手提電腦、電動工具、電動車、國防及航空電子電器的核心部件，鋰離子電池以其高能量密度、長循環壽命、無記憶效應、環境友好等優點，成為二次電池中的首選，開發高性能鋰離子電池將極大緩解能源短缺，改善環境，對發展國民經濟和保障國家安全具有重大意義。是否能夠提升鋰離子電池的能量密度和循環性能和壽命的關鍵因素之一是鋰離子電池的負極材料。目前，商業化的鋰離子電池負極材料主要以石墨碳材料為主，然而其理論嵌鋰容量372!!^!^1太低，不能滿足產品需求，人們一直研發具有優異的性能的負極材料代替石墨碳材料。硅具有由于其理論比容量最高，可達到4200mAhg—1，室溫下，實際比容量可達357911^1^-1，受到人們的關注，但硅導電性較差，特別是脫嵌鋰時容易發生巨大的體積膨脹，將嚴重影響電極材料的循環性能。近年來，研究發現Sn0、Sn02等錫基復合氧化物，Fe0、Co0、Mo0和Cu2O等過渡金屬氧化物，質量比容量大于600mAhg—I但是在電池充放電反應的過程中，體積發生變化也非常大，引起電極材料的失效甚至粉化，導致其實際容量較低且循環穩定性不高，隨著充放電循環的進行，其容量衰減很快。因此提供一種和成熟工藝兼容的，并且工藝簡單，低成本，且具有比容量高、循環穩定性好、倍率性能好等優異的電化學性能的負極材料很有必要。
[0003]申請號為201510104614.9名稱為“一種大尺寸石墨烯/石墨復合負極材料的制備方法”的專利申請，公開的石墨烯/石墨復合負極材料的制備方法是利用鱗片石墨加入到硫酸和硝酸的混合酸過程制備氧化石墨，加入高錳酸鉀和H2O2進一步制備大尺寸氧化石墨烯，然后經超聲處理得到大尺寸氧化石墨烯和石墨的混合物溶液，再經退火，得到大尺寸石墨烯石墨復合負極材料。這種方法制備的大尺寸石墨烯/石墨復合負極材料的儲鋰容量為3721^1^+1?40 ImAhg"1，庫倫效率為85 %?90 %，在5C倍率下容量衰減為162mAhg—1，循環性能較差，且制備工藝較復雜，并產生較大的環境污染。
[0004]和本發明接近的現有技術是申請號為201510545536.6的專利申請，“一種摻雜石墨烯的多孔碳/四氧化三鐵納米纖維鋰電池負極材料及其制備方法”，它是利用靜電紡絲技術制備摻雜鐵鹽和石墨烯的聚丙烯睛/聚甲基丙烯酸甲酯納米纖維，通過預氧化和高溫碳化得到摻雜石墨烯的多孔碳/四氧化三鐵納米纖維鋰電池負極材料。這種方法制備的摻雜石墨稀的多孔碳/四氧化三鐵納米纖維鋰電池負極材料的儲鋰容量為720 mAhg—1?TSdmAhg—1，在5C倍率下容量衰減為ASOmAhg-1，循環性能較差，且Fe3O4在嵌脫鋰過程中會發生巨大的體積變化和嚴重的粒子團聚，導致電荷和傳輸及擴散性能較差，作為負極材料會使電池的循環穩定性差、倍率性能不高。
[0005]納米金剛石是重要的一種碳材料，不僅硬度高、強度大、化學穩定性好、導熱性優良，而且比表面積大、表面活性高，在復合鍍層、精密拋光、機械潤滑、藥物負載、磁性記錄、電子成像等諸多領域內有著廣泛應用。納米金剛石可采用爆炸法納米金剛石，通常采用石墨微粉與炸藥混合物在負氧條件下爆轟制備的。使用納米金剛石可以增加鋰的吸附、提高可逆容量及鋰離子傳輸速率。金剛石納米顆粒具有穩定、體積變化小的優點。將納米金剛石與其他碳納米材料做成復合結構弓I入鋰電池陰極中，將會提高陰極及電池的性能。

【發明內容】

[0006]本發明要解決的技術問題是，通過功能材料的選擇和特殊結構的設計，將傳統的碳材料石墨烯和金剛石納米材料相結合，獲得一種電化學性能好，成本低，綠色環保的一種新結構的電極材料。
[0007]本發明采用微波輔助法制備碳材料，通過在碳的反應前驅物中添加不同質量比的納米金剛石粉，得到一種納米金剛石粉和石墨稀納米片的復合電極材料，以期進一步改善碳材料的IC鋰性能。
[0008]本發明的電極材料的具體技術方案如下。
[0009]—種納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料，其特征是，呈多層的片狀結構，表面存在波紋狀褶皺，納米金剛石粒吸附在石墨烯片表面；納米金剛石粉與石墨烯的質量比為0.066?0.334:1。
[00?0] 所述的納米金剛石粒，粒徑尺寸為5?10nm。
[0011]上述的納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的制備有兩種方法一一微波輔助法和直接混合法。電極材料的制備方法具體技術方案分別如下所述。
[0012]微波輔助法制備納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的技術方案是:一種納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的制備方法，將檸檬酸和尿素溶解在適量去離子水中形成無色透明溶液，然后添加納米金剛石粉，經高頻超聲處理30?60min，將所得溶液置于微波爐中于850W功率下加熱10?15min，溶液由無色變成黃褐色最后變成深棕色的固體復合物;將得到的固體復合物經干燥再在惰性氣體保護下900°C碳化處理2小時，得到的納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料。
[0013]其中，梓檬酸與尿素的質量比可以是1:3?4;納米金剛石粉的質量與梓檬酸和尿素質量之和的比為0.005?0.025:1。
[0014]所述的固體復合物經干燥，可以在60?80°C條件下干燥I?2h，以去除殘留的水分。
[0015]直接混合法制備納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的技術方案是:一種納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的制備方法，將納米金剛石粉與石墨烯按質量比1:3?4進行混合，在無水乙醇中經高頻超聲處理6_8h;然后將石墨烯與納米金剛石粉的懸濁液在60°C條件下干燥至無水乙醇完全蒸發，得到納米金剛石粉/石墨烯復合電極材料。
[0016]使用納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料制作鋰離子電池的負電極，具體過程是:將納米金剛石粉和石墨稀復合電極材料碾碎并研磨直到粉體顆粒尺寸達到納米級，與鋰電池陰極使用的碳黑(助導電劑)混合，在聚偏二氟乙烯(PVDF，粘結劑)的作用下研磨，并添加一定量的1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP，溶劑)以至用磁力攪拌器攪拌成粘稠流體;將粘稠流體涂于集流體，在120°C下干燥;最后切成電極形狀壓實，制得納米金剛石粉和石墨烯復合的鋰離子電池的負電極。
[0017]其中，按質量比納米金剛石粉/石墨烯復合電極材料:聚偏氟乙烯:炭黑是8:1:1;所述的集流體，是銅箔;所述的120 0C下干燥，是在120 °C真空干燥箱內干燥12h。
[0018]本發明進一步提供一種鋰離子半電池:在無水無氧的環境中正極以金屬鋰片為對電極，負極含有根據上述方法制備得到的納米金剛石粉/石墨烯復合材料。實驗測量結果表明，所得的碳復合材料用作鋰離子電池負極材料在首次充放電循環后的放電比容量達到1085mAhg—1，首次充放電效率為60%，遠高于石墨的理論循環容量372mAhg—1。隨著循環次數的增加，放電容量有小幅下降，經過50次循環后的充放電容量達到了eSOmAhg—1，容量保持率為59.9%，充放電庫倫效率接近100%。
[0019]本發明利用納米金剛石粉/石墨烯復合獲得新型復合電極材料，二者形成協同效應，制備高性能的新型純碳鋰離子電池負極材料，解決商業石墨負極的比容量低以及新型石墨烯負極的高放電平臺、低首次庫倫效率等問題；納米金剛石粉不僅硬度高、導熱性優良，而且比表面積大、結構穩定，在作為鋰電池負極材料時，可避免充放電過程中體積的急劇變化而造成的容量衰減問題，且納米金剛石粉大的比表面積有益于鋰離子的存儲，對于提高負極材料的比容量，保持好的循環穩定性至關重要。本發明的納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的制備方法具有過程簡單，成本低廉，易于實現，容易放大等優點，有望未來大規模生產。
【附圖說明】
[0020]圖1為樣品1#的透射電鏡圖。
[0021]圖2為樣品4#的透射電鏡圖。
[0022]圖3為樣品1#和4#的X射線衍射(XRD)物相分析的對比圖。
[0023]圖4為樣品1#和4#的拉曼光譜對比圖。
[0024]圖5為樣品1#和4#用于鋰離子電池負極充放電容量恒倍率循環性能對比圖。
[0025]圖6為樣品1#和4#用于鋰離子電池負極充放電容量變倍率循環性能對比圖。
[0026]圖7為樣品1#充放電循環伏安測試圖。
[0027]圖8為樣品1#恒倍率充放電曲線測試圖。
[0028]圖9為樣品4#充放電循環伏安測試圖。
[0029]圖10為樣品4#恒倍率充放電曲線測試圖。
[0030]圖11為樣品1#和4#的吸附-脫附曲線。
[0031]圖12為樣品6#的透射電鏡圖。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖與實施例對本申請作進一步詳細描述，需要指出的是，以下所述實施例旨在便于對本申請的理解，而對其不起任何限定作用。
[0033]實施例1:納米金剛石粉/石墨烯納米片復合電極材料的微波輔助法制備
[0034]將2g檸檬酸和6g尿素溶解在30ml去離子水(20?40ml均可)中形成無色透明溶液，然后添加0.16g粒徑尺寸為5?1nm納米的金剛石粉(納米金剛石粉的添加量占檸檬酸、尿素、納米金剛石粉混合物質量的1.9 %?2.0 % )，經高頻超聲處理30?60min，將所得溶液置于微波爐中于850W功率下加熱lOmin，溶液由無色變成黃褐色最后變成深棕色的固體反應結束。然后將得到的固體復合物移至真空干燥箱，60°C條件下干燥lh，以去除分子中殘留的水分。將干燥后的固體復合物碾碎并研磨至粉末狀，粉體顆粒小于10M1，以增大材料的比表面積。放入管式爐，在惰性氣體氬氣保護下進行碳化處理，900°C煅燒2小時。此時得到的碳復合物由原來的深棕色變為黑色塊狀固體，繼續碾碎并研磨3?4h，直到粉體顆粒尺寸達到納米級。將制得的納米金剛石粉/石墨稀復合電極材料樣品標記為樣品4#。
[0035]本實施例中作為原料的納米金剛石粉0.16g，在制備成納米金剛石粉/石墨烯復合電極材料后基本保持不變，或略有減少。經碳化最終得到的碳復合物為納米金剛石粉和石墨稀的混合物經稱量為0.76g，計算得石墨稀的質量約為0.6g，即納米金剛石粉與石墨稀的質量比為0.26:1。
[0036]樣品4#的透射電鏡圖見圖2、X射線衍射(XRD)譜見圖3、拉曼光譜見圖4。用樣品4#制作的鋰離子電池負極用于鋰離子電池，其性能測試見實施例4。
[0037]本實施例樣品4#的X射線衍射(XRD)物相分析在XRD-6000的多晶XRD儀上進行，Cu靶，Ka輻射源(λ = 0.15418nm)。圖3的XRD圖譜可以看到2個較為明顯的峰，分別位于2Θ = 26°和44°附近，對應了八方石墨的(002)面和(101)面。表明樣品4#具有石墨結構。樣品4#的衍射峰峰形尖銳，信號也較好，表明樣品4#的結晶性好。本實施例樣品4#的拉曼光譜(Raman)分析在Renishaw inVia型共聚焦顯微拉曼光譜儀上進行，光源為Ar+激光，波長為514.5nm。Raman結果如圖4所示，樣品4#在(800-2000)cm—1之間存在兩個明顯的特征峰，分別是1350cm—1附近的D峰和1580cm—1附近的G峰。在2650-30000^1區間上有二階拉曼峰(S卩2D峰)。對本實施例樣品4#的形貌分析使用JEM-2200FS場發射透射電子顯微鏡。圖2給出的樣品4#的透射電鏡圖片。圖2顯示納米金剛石粒致密的吸附在褶皺的石墨烯片表面，大量的納米金剛石粒會提高樣品的比表面積(由圖11氮吸附BET比表面積測試曲線所示)，且納米金剛石顆粒有利于提高鋰離子的存儲密度與傳輸速率，可做為一種理想的鋰離子電池材料。
[0038]實施例2純石墨烯材料(沒有加入納米金剛石粉)微波輔助法的制備
[0039]作為比較例采用實施例1的原料配比(不加納米金剛石粉)和工藝過程制備純石墨烯材料。具體的是:
[0040]將檸檬酸2g和尿素6g溶解在30ml去離子水中形成無色透明溶液，經高頻超聲處理30?60min，將所得溶液置于微波爐中于850W功率下加熱1min，溶液由無色變成黃褐色最后變成深棕色的固體反應結束。然后將得到的固體產物移至真空干燥箱，60°C條件下干燥lh。將干燥后的固體產物碾碎并研磨至粉末狀，粉體顆粒小于ΙΟμπι。放入管式爐，在氬氣保護下進行碳化處理，900°C煅燒2小時。得到的碳化固體產物繼續碾碎并研磨3?4h，直到粉體顆粒尺寸達到納米級。將制得的純石墨烯材料樣品標記為樣品1#。
[0041]樣品1#作為對比樣品與樣品4#作比較，結果如下。
[0042]樣品1#的XRD結果如圖3所示，XRD圖譜也可以看到2個較為明顯的峰，分別位于2Θ=26°和44°附近，對應了八方石墨的(002)面和(101)面。表明樣品1#、4#均具有石墨結構。圖譜中，樣品4#比樣品1#的衍射峰峰形更加尖銳，信號也略好，表明樣品4#的結晶性相比樣品1#更高一些，樣品4#的材料具有良好的層狀結構，更適合鋰離子的嵌入和脫出。樣品1#的拉曼光譜(Raman)分析結果如圖4所示，樣品1#也是在(800-2000 km—1之間均存在兩個明顯的特征峰，分別是1350cm—1附近的D峰和1580cm—1附近的G峰。在2650-30000^1區間上有二階拉曼峰(即2D峰)。樣品1#的形貌如圖1的透射電鏡圖片所示，由圖1可以看出，樣品為多層的片狀結構，表面存在一定程度的褶皺，如波紋狀。用樣品1#制作的鋰離子電池負極用于鋰離子電池，其性能測試見實施例5。在實施例5中可以看出，樣品4#制作的鋰離子電池負極用于鋰離子電池的性能要比樣品1#優秀很多。
[0043]實施例3納米金剛石粉/石墨烯納米片復合電極材料的微波輔助法制備
[0044]分別在28檸檬酸和68尿素溶解在301111去離子水中添加0.048、0.088、0.208粒徑尺寸為5?1nm納米的金剛石粉，(納米金剛石粉的添加量占檸檬酸、尿素、納米金剛石粉混合物質量的0.5%,1.0%,2.5%),經與實施例1同樣的高頻超聲處理、微波爐加熱、真空干燥箱干燥、碾碎研磨、在惰性氣體氬氣保護下進行碳化處理、繼續碾碎并研磨，制得的納米金剛石粉/石墨烯復合電極材料樣品標記為樣品2#、樣品3#、樣品5#。
[0045]對樣品2#、樣品3#、樣品5#經稱量計算得石墨稀的質量約為0.6g，反應前后納米金剛石粉的質量不變，得知樣品2#、樣品3#、樣品5#中納米金剛石粉與石墨烯的質量比分別為0.066:1、0.13:1、0.33:1ο
[0046]樣品2#、樣品3#、樣品5#均可作為鋰離子電池的負極材料。
[0047]實施例4納米金剛石粉與石墨烯直接混合的電極材料制備
[0048]本實施例提供了對本發明又一種制備納米金剛石/石墨烯電極的方法。直接將納米金剛石粉與石墨烯按質量比1:3?4進行混合，在無水乙醇中經高頻超聲處理6_8h，使二者混合的更加充分。然后將石墨烯與納米金剛石粉的懸濁液移至真空干燥箱，60°C條件下干燥直至無水乙醇完全蒸發。最后將干燥后的固體混合物碾碎并充分研磨至粉末狀。得到的納米金剛石粉/石墨稀復合電極材料記為樣品6#。
[0049]圖12為商品化的石墨烯與納米金剛石粉的混料制得的樣品6#透射電鏡圖片，從圖中可以看出納米金剛石晶粒分散在石墨烯片表面，形成納米金剛石粉/石墨烯復合電極材料，得到與實施例1和2相近的結果。
[0050]實施例5用納米金剛石粉/石墨烯納米片復合材料制作鋰離子電池的負極
[0051 ] 鋰離子電池負極采用80wt%納米金剛石/石墨稀復合材料(活性物質)、10wt%的粘結劑(聚偏氟乙烯，PVDF)和10wt%的助導電劑炭黑混合構成。三者混合研磨0.5h后裝入容器中，容器內添加一定量的1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP，溶劑)再放置于磁力攪拌器上勻速攪拌6h，以至混合物為粘稠流體。以銅箔作為集流體，將上述混合粘稠物涂于銅箔上，涂層密度需均勻。將真空干燥箱的溫度設置在120°C，并取上述銅箔涂片置于干燥箱內，計時12h后，取出待用。將制備好的銅箔涂片用專用切刀模具，切成若干個電極圓片，后用壓片機壓實極片上的活性材料，使其與集流體充分接觸，防止脫料。
[0052]實施例6:鋰離子電池的制作及性能測試
[0053]以樣品1#、4#為典型代表，測試其用于鋰離子電池的性能。以純石墨烯納米片的樣品1#為對比樣品。該測試制備的鋰離子電池為CR-2025型紐扣電池。負極材料采用80被％活性物質、I Owt %的粘結劑(聚偏氟乙稀，PVDF)和I Owt %的助導電劑炭黑混合構成，以銅箔作為集流體。將制備好的銅箔涂片用專用切刀模具，切成若干個電極圓片，后用壓片機壓實電極片上的活性材料，使其與集流體充分接觸。然后稱量電極片質量，以備計算后續的比容量參數等。取配套的電池正負極外殼，墊片，彈片以及聚丙烯隔膜，電解液，電極片等按照鋰電池的制作規定操作，在手套箱內安全有序操作，封裝電池。以樣品I#、4#為鋰電池負極活性材料所制得的電池分別標記為S1、S2。
[0054]I)充放電倍率測試
[0055]在藍電測試系統中測試實施例3中制備的電池S1、S2。在25V下，按照一定的放電電流放電至0.02V;放電結束后，電池靜置3分鐘;然后以一定的電流密度恒流充電至3V，充電結束后，電池靜置3分鐘后以相同的電流密度恒流放電至0.02V；電池滿充后靜置3分鐘，再以相同的條件充電。電化學性能測試結果如圖5所示，從圖中可以看出樣品4#的首次放電和充電比容量分別達到了 lOSSmAhg—1和首次放電效率為61%，隨著循環次數的增加，放電容量有小幅的下降，第50次循環的充放電容量為646mAhg—I接近石墨理論容量的2倍，充放電庫倫效率接近100%。樣品1#的首次循環容量分別為874.711^1^-1和444.2mAhg一 S首次放電效率為51%，循環穩定后容量保持在SOOmAhg—1附近，庫倫效率也接近100%。這一容量比樣品4#的容量低。
[0056]變倍率放電，依次設定為0.2C，0.5C，1C，5C，1C，對電池S1、S2進行充電可逆比容量測試。電化學性能測試結果如圖6所示。由圖可以看出，納米金剛石粉/石墨烯納米片復合材料(樣品4#)制得的電池S2變倍率充放電情形下，均有很好的比容量與保持率，顯示了優異的電化學性能。
[0057]2)充放電循環伏安測試
[0058]循環伏安測試條件為測試溫度控制在25°C，應用電化學工作站，設置掃描速度為
0.lmV/s，選用樣品1#、4#為電極活性物質。如圖7、8中分別給出了前5次循環的循環伏安曲線，可以看出除了第一次循環中有特殊的峰出現外，從第二次循環以后，CV曲線趨于穩定。從圖中可以看出樣品4#的穩定性較樣品1#更好。在第一次循環曲線中，位于0.3V到1.0V處寬的特征峰對應了固體電解質界面膜(SEI)的產生。SEI膜是在鋰離子電池首次充放電過程中，電極材料與電解液在固液相界面上發生反應而形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層，該鈍化層能阻止電解液的進一步反應，從而提高電池的穩定性。有納米金剛石的電極形成的更穩定的SEI膜，有利于獲得優良特性的電池
[0059]3)恒倍率充放電曲線測試
[0060]以樣品I#、4#為電極活性物質制備的電池S1、S2的恒倍率充放電曲線分別如圖9、10所示，倍率大小為0.2C，電壓范圍為0.02-3V，圖中給出了有代表性的5次曲線。在第一次充放電曲線中，可以看出在0.6V附近有一個比較明顯的放電平臺，對應了CV曲線的SEI峰。隨后的循環中充放電容量趨于穩定。這表明容量的不可逆損失主要發生在第一次充放電過程中。由圖9所示樣品1#的首次循環容量分別為874.7和444.211^1^-1，首次放電效率為51%，從圖中10可以看出樣品4#的首次放電和充電比容量分別達到了 1085和749mAhg—S遠高于石墨的理論容量，不可逆容量為336mAhg—1，首次放電效率為61 %，高于樣品1#。充放電曲線幾乎無變化，表明具有較好的循環穩定性。綜上所述，納米金剛石粉/石墨烯納米片復合材料(樣品4#)制得的電池S2較(樣品1#)制得的電池SI均有很好的比容量與保持率，顯示了優異的電化學性能。
【主權項】
1.一種納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料，其特征是，呈多層的片狀結構，表面存在波紋狀褶皺，納米金剛石粒吸附在石墨烯片表面;納米金剛石粉與石墨烯的質量比為0.066?0.334:1。2.根據權利要求1所述的納米金剛石粉和石墨稀復合電極材料，其特征是，所述的納米金剛石粒，粒徑尺寸為5?1nm03.一種權利要求1的納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的制備方法，將檸檬酸和尿素溶解在適量去離子水中形成無色透明溶液，然后添加納米金剛石粉，經高頻超聲處理30?60min，將所得溶液置于微波爐中于850W功率下加熱10?15min，溶液由無色變成黃褐色最后變成深棕色的固體復合物;將得到的固體復合物經干燥再在惰性氣體保護下900°C碳化處理2小時，得到的納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料。4.根據權利要求3所述的納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的制備方法，其特征是，朽1檬酸與尿素的質量比是1: 3?4;納米金剛石粉的質量與梓檬酸與尿素質量之和的比為0.005?0.025:1。5.—種權利要求1的納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的制備方法，將納米金剛石粉與石墨烯按質量比I: 3?4進行混合，在無水乙醇中經高頻超聲處理6?Sh;然后將石墨烯與納米金剛石粉的懸濁液在60°C條件下干燥至無水乙醇完全蒸發，得到納米金剛石粉/石墨稀復合電極材料。6.—種權利要求1的納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的用途，用于制作鋰離子電池的負電極;具體過程是:將納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料碾碎并研磨直到粉體顆粒尺寸達到納米級，與碳黑混合，在聚偏二氟乙烯的作用下研磨，并添加1-甲基-2-吡咯烷酮以至用磁力攪拌器攪拌成粘稠流體;將粘稠流體涂于集流體，在120°C下干燥;最后切成電極形狀壓實，制得納米金剛石粉和石墨烯復合的鋰離子電池的負電極。7.根據權利要求6所述的納米金剛石粉和石墨烯復合電極材料的用途，其特征是，按質量比納米金剛石粉/石墨烯復合電極材料:聚偏氟乙烯:炭黑是8:1:1;所述的集流體，是銅箔;所述的120 0C下干燥，是在120 °C真空干燥箱內干燥12h。
【文檔編號】H01M4/36GK105977458SQ201610298151
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】李紅東, 宋艷鵬
【申請人】吉林大學