[發明專利]一種鋰離子電池碳負極材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210309061.7
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102832378A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 吳清國;權學軍;朱玉巧;徐中領;張永學
• 申請（專利權）人: 浙江瓦力新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鋰離子電池碳負極材料，包括核-殼結構復合顆粒，所述核-殼結構復合顆粒包括基體、基體包覆層及鑲嵌在基體和基體包覆層中的碳納米管，其特征在于：

(1)所述基體為天然石墨，所述天然石墨的平均粒徑為6～30μm，層間距d₀₀₂為0.3353～0.3354nm；

(2)所述基體包覆層為有機物熱解碳包覆層，所述有機熱解碳包覆層的包覆厚度為50～300nm；

(3)所述碳納米管的平均直徑為10～100nm、平均長度為20～2000nm。

2.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池碳負極材料，其特征在于：所述的有機熱解碳包覆層原料選自葡萄糖、蔗糖、酚醛樹脂、聚丙烯腈、煤瀝青和石油瀝青中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池碳負極材料，其特征在于：所述有機熱解碳包覆層原料與天然石墨的質量比為1∶100～30∶100，所述碳納米管與天然石墨的質量比為0.1∶100～10∶100。

4.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池碳負極材料，其特征在于：核-殼結構復合顆粒的比表面積為0.8～30m²/g。

5.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池碳負極材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將有機熱解碳包覆層原料與溶劑混合，并(或)加熱熔融，再加入碳納米管，形成均一的分散體系；

(2)向步驟(1)產物中加入天然石墨，形成懸濁液體系；

(3)將步驟(2)產物進行干燥，再進行破碎、造粒處理；

(4)將步驟(3)產物在非氧化氛圍中依次進行去除小分子、有機熱解碳裂解自由基化、熱聚合、高溫碳化、微晶化處理。

6.根據權利要求5所述的一種鋰離子電池碳負極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中溶劑選自去離子水、乙醇、己烷、辛烷、環己烷、苯、甲苯、聯苯、萘、蒽、吡啶和四氫呋喃的一種或多種。

7.根據權利要求5所述的一種鋰離子電池碳負極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中非氧化氛圍為氮氣和氬氣中的一種或兩種。

8.根據權利要求5所述的一種鋰離子電池碳負極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中小分子去除溫度為200℃～700℃，時間為1～6h；所述步驟(4)中自由基化溫度為350℃～800℃，時間為1～15h，所述步驟(4)中熱聚合溫度為350℃～900℃，時間為1～15h；所述步驟(4)中碳化溫度為500℃～1000℃，時間為1～6h；所述步驟(4)中微晶化溫度為900℃～1500℃，時間為1～15h。