[發(fā)明專利]低溫碳包覆復合材料、其制備方法及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110235352.1
• 申請日: 2011-08-16
• 公開（公告）號: CN102956890A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 簡澤浪;趙亮;汪銳;胡勇勝;李泓;陳立泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權代理有限公司 11280
• 代理人: 劉丹妮

1.一種低溫碳包覆復合材料，其特征在于，所述復合材料具有通式：C-M，其中，

C為碳，其包覆在材料表面上；

M為被包覆材料，其選自：半金屬、合金、氟化物、硫化物、氧化物、氮化物和鹽類物質(zhì)中的一種或多種組合。

2.根據(jù)權利要求1所述的復合材料，其特征在于：

所述半金屬的被包覆材料為碳材料和硅材料，優(yōu)選地，所述碳材料包括：硬碳材料、軟碳材料、石墨、石墨化材料或改性石墨材料；

所述氟化物、硫化物或氧化物的被包覆材料為第一(除氫)至第六周期中I?A-VIIIA和II?B-VIB族的金屬或非金屬所形成的氟化物、硫化物、氧化物或復合氧化物；

所述鹽類的被包覆材料為磷酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽或它們的衍生物。

3.根據(jù)權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述C來源于一種有機物或多種有機物的混合物，優(yōu)選地，所述C源包括：9，10-二溴蒽、10，10’-二溴-9，9’-聯(lián)二蒽、6，11-二溴-1，2，3，4-四苯三亞苯或1，3，5-三(4”-碘-2’-聯(lián)苯)苯。

4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的復合材料，其特征在于，所述復合材料中碳的質(zhì)量百分含量為0.01-30％，優(yōu)選為1-10％。

5.一種制備權利要求1-4中任一項所述復合材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)將C源分散于有機溶劑中，加入被包覆材料，混合使有機溶劑揮發(fā)，得到C源和被包覆物的混合物；

2)將混合物置于惰性氣氛或真空中加熱，保溫后得到低溫碳包覆復合材料。

6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中：

所述C源為一種有機物或多種有機物的混合物，優(yōu)選地，所述C源包括：9，10-二溴蒽、10，10’-二溴-9，9’-聯(lián)二蒽或6，11-二溴-1，2，3，4-四苯三亞苯、1，3，5-三(4”-碘-2’-聯(lián)苯)苯；

所述被包覆材料選自：半金屬、合金、氟化物、硫化物、氧化物、氮化物和鹽類物質(zhì)中的一種或多種組合；

所述有機溶劑包括：乙醇、四氫呋喃或丙酮。

7.根據(jù)權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于：

所述半金屬的被包覆材料為碳材料和硅材料，優(yōu)選地，所述碳材料包括：硬碳材料、軟碳材料、石墨、石墨化材料或改性石墨材料；

所述氟化物、硫化物或氧化物的被包覆材料為第一(除氫)至第六周期中I?A-VIIIA和II?B-VIB族的金屬或非金屬所形成的氟化物、硫化物、氧化物或復合氧化物；

所述鹽類的被包覆材料為磷酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽或它們的衍生物。

8.根據(jù)權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述C源加入的質(zhì)量需要滿足以下條件：使得所述復合材料中碳的質(zhì)量百分含量為0.01-30％，優(yōu)選為1-10％。

9.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述加熱溫度在200-600℃之間，優(yōu)選為350-450℃；所述保溫時間為0.2-24h，優(yōu)選為0.5-3h。

10.一種權利要求1-4中任一項所述復合材料在初級或次級電化學發(fā)電器(電池)、高能發(fā)電器和在電化學發(fā)光調(diào)制系統(tǒng)中的應用，其特征在于，所述應用為在制備二次鋰電池中的應用。

11.一種包含權利要求1-4中任一項所述復合材料的二次鋰電池，其特征在于，所述二次鋰電池包括：正極、負極和電解液；所述負極包括：集流體和負載在該集流體上的負極材料；其中，所述負極材料含有所述的復合材料。