[發明專利]一種用作鋰離子電池負極的高能復合材料及制造工藝

無效

• 申請號: 200910249942.2
• 申請日: 2009-12-07
• 公開（公告）號: CN101841035A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 耿世達
• 申請（專利權）人: 耿世達
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/139
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用作鋰離子電池負極的高能復合材料，其特征在于：該復合材料由核體材料和殼體材料構成，用殼體材料包覆核體材料，所述核體材料為碳材料、硅粉、糖微球中的一種或多種的混合物，所述殼體材料為熱解碳。

2.根據權利要求1所述的一種用作鋰離子電池負極的高能復合材料，其特征在于：所述核體材料的重量百分比為10％～60％，所述殼體材料熱解碳的重量百分比為40％～90％。

3.根據權利要求1所述的一種用作鋰離子電池負極的高能復合材料，其特征在于：所述碳材料為天然石墨微粉，煤系、石油系針狀焦微粉，或者中間相碳微球的一種或幾種，其純度為99.9％～99.99999999％，粒度在3～50μm之間。

4.根據權利要求1所述的一種用作鋰離子電池負極的高能復合材料，其特征在于：所述硅粉為單晶硅粉或多晶硅粉，純度為99％～99.999999％，其顆粒為微米級及亞微米級，粒度在0.1～25μm之間。

5.根據權利要求1所述的一種用作鋰離子電池負極的高能復合材料，其特征在于：所述糖微球采用糖類在高溫爐中經過600℃高溫炭化處理制得，粒度在3～50μm之間。

6.根據權利要求1所述的一種用作鋰離子電池負極的高能復合材料，其特征在于：所述熱解碳的前驅體是納米級中間相瀝青，將中間相瀝青浸入納米研磨機進行濕式研磨2-3小時得到，研磨后中間相瀝青的粒度為30nm至50nm。

7.一種用作鋰離子電池負極的高能復合材料的制造工藝，其步驟和條件為：

(1)混合：將用于核體材料的10％～60％硅粉、糖微球的一種或兩者的混合物與用于殼體材料的40～90％納米級中間相瀝青同時放入有惰性氣體保護的高溫反應釜，高溫反應釜升溫速率為每1小時升溫100℃、加溫時間為3～5小時，攪拌速度為60～300轉/分鐘；

(2)包覆：反應釜溫度降到200℃-300℃，壓力為10^-5-10^-3Pa，反應2～3小時，使殼體材料包覆核體材料；

(3)碳化：將已包覆材料放入真空干燥爐，控制溫度在400℃-500℃，壓力為10^-5-10^-3Pa，干燥時間為2-3小時；干燥后送入高溫碳化真空爐，控制壓力為10^-4-10^-1Pa，升速率為每小時升溫100℃，使高溫碳化真空爐的溫度為700-1600℃，高溫碳化爐內加有高強磁場，高強磁場的強度范圍為100-20000GS，碳化過程時間為12-20小時；

(4)石墨化：碳化處理后的包覆材料送入高溫石墨化真空爐，控制壓力為10^-4-10^-1Pa，升溫速率為每小時升溫100℃，使高溫石墨化真空爐的溫度為1600-3000℃，高溫石墨化爐內加有高強磁場，強度范圍為100-20000GS，石墨化過程時間為12-20小時，得到均勻的復合材料。