[發明專利]鋰離子電池用炭包覆擴層石墨復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010160624.1
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN101841019A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 劉洪波;石磊;何月德;簡志敏
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/1393
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

1.一種鋰離子電池用炭包覆擴層石墨復合材料，其特征在于：復合材料具有外殼包住內核的結構，內核為摻雜磷的擴層石墨，外殼為酚醛樹脂的熱解產物。

2.如權利要求1所述的鋰離子電池用炭包覆擴層石墨復合材料，其特征在于：內核擴層石墨的層間距為0.3360～0.3390nm。

3.一種如權利要求1或2所述的鋰離子電池用炭包覆擴層石墨復合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟，

第一步：插層氧化工序，在-10～20℃條件下，將石墨原料浸漬于溶劑為有機酸的磷酸或其鹽類與硝酸鹽混合的體系中，浸漬時間為1～24h，抽濾洗滌至濾液pH值為3～5，得到所需的石墨層間化合物濾餅；

第二步：包覆-脫層工序，將第一步所制得的石墨層間化合物濾餅加入到酚醛樹脂有機溶液中，混合均勻后，經固化、熱處理后制得炭包覆擴層石墨復合材料；所述熱處理條件如下：升溫速率為0.5～2℃/min、選用的氣氛為氮氣或氮氣與氫氣的混合氣氛、熱處理溫度為800～1000℃、恒溫時間為10～30min。

4.如權利要求3所述的鋰離子電池用炭包覆擴層石墨復合材料的制備方法，其特征在于：在所述插層氧化工序之前，還有石墨原料預處理工序，即在保護氣氛下，將待處理的石墨原料加熱至900～1350℃，恒溫熱處理0.5～3h，制得預處理后的石墨原料。

5.如權利要求3或4所述的鋰離子電池用炭包覆擴層石墨復合材料的制備方法，其特征在于：所述插層氧化工序中，所述的磷酸鹽類選自下述鹽中的一種：銨鹽、鉀鹽、鈉鹽；所述的硝酸鹽選自下述鹽中的一種：銨鹽、鉀鹽、鈉鹽；石墨∶(磷酸或其鹽類)∶硝酸鹽質量比為1∶(2.0～4.5)∶(0.5～1.5)，石墨∶有機酸質量比為1∶(1～20)。

6.如權利要求3～5所述的鋰離子電池用炭包覆擴層石墨復合材料的制備方法，其特征在于：在所述的包覆-脫層工序中，按石墨原料與樹脂質量比為(10～16)∶1的比例使用酚醛樹脂有機溶液；酚醛樹脂有機溶液所用溶劑為無水乙醇，酚醛樹脂有機溶液濃度為150～220g/ml，樹脂固化溫度為100～150℃，固化時間為1～4h。