[發(fā)明專利]硬碳材料的制備方法和鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210218501.8
• 申請(qǐng)日: 2012-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN102723492A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳敏;肖洋;汪福明;劉祥;黃友元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市中知專利商標(biāo)代理有限公司 44101
• 代理人: 孫皓;林虹

1.一種硬碳材料的制備方法，包括以下步驟：

一、在含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物溶液中加入瀝青材料形成裂解前驅(qū)體；所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物的分子量為340~30000，所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物和瀝青的質(zhì)量比為1:0.1~1:5，所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物和瀝青所形成混合溶液中的固含量為25~60%；

二、蒸干或固化裂解前驅(qū)體，然后進(jìn)行碳化形成碳化物；

三、將所述碳化物進(jìn)行破碎形成硬碳基體；

四、加入包覆物前驅(qū)體對(duì)所述硬碳基體進(jìn)行表面包覆；

五、熱解所述包覆物前軀體形成硬碳材料。

2.如權(quán)利要求1所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于：所述碳化物進(jìn)行破碎形成的硬碳基體長徑比為1~5，平均粒度為10～15um，比表面積為1.0～8m²/g，壓實(shí)密度為1.15～1.35g/cm³，晶體層間距為0.370～0.385nm之間；孔徑為0.1～50nm，孔隙率為5%～15%;通過XRD表征，計(jì)算微晶尺寸晶體基面方向La為25～100nm，垂直于基面方向Lc為25～80nm。

3.如權(quán)利要求1或2所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于：所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、糠醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或任意多種混合。

4.如權(quán)利要求3所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于：溶解所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物的溶劑為乙醇、異丙醇，四氫呋喃，N,N-二甲基甲酰胺，二甲基亞砜、甲苯、吡啶中的一種或者任意多種混合。

5.如權(quán)利要求4所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于：所述瀝青材料為石油瀝青、中間相瀝青、高溫瀝青、煤焦油瀝青中的一種或任意多種混合。

6.如權(quán)利要求5所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于：所述包覆物前驅(qū)體所占硬碳基體質(zhì)量的1~30%；所述包覆物前驅(qū)體為樹脂或/和瀝青，所述樹脂為丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、酚醛樹脂、丁苯橡膠、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚噻吩和聚酰亞胺中的一種或者任意多種混合。

7.如權(quán)利要求6所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于：固化所述裂解前驅(qū)體時(shí)所采用的固化劑的加入量占裂解前驅(qū)體質(zhì)量的1~10%，所述固化劑為有機(jī)胺類固化劑、無機(jī)酸類固化劑、含磷固化劑、酸酐類固化劑、高分子類固化劑中的一種或者任意多種混合。

8.一種鋰離子電池，包括正極和負(fù)極，該鋰離子電池負(fù)極涂覆有硬碳材料，其特征在于：所述硬碳材料采用以下制備方法制備得到，包括以下步驟：

一、在含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物溶液中加入瀝青材料形成裂解前驅(qū)體；所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物的分子量為340~30000，所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物和瀝青的質(zhì)量比為1:0.1~1:5，所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物和瀝青所形成混合溶液中的固含量為25~60%；

二、蒸干或固化裂解前驅(qū)體，然后進(jìn)行碳化形成碳化物；

三、將所述碳化物進(jìn)行破碎形成硬碳基體；

四、加入包覆物前驅(qū)體對(duì)所述硬碳基體進(jìn)行表面包覆；

五、熱解所述包覆物前軀體形成硬碳材料。