[發(fā)明專利]一種鋰電池負(fù)極用瀝青和鋰電池負(fù)極及其制備方法和鋰電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611190965.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106784685B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉均慶;梁文斌;徐文強(qiáng);鄭冬芳;段春婷;梁朋;王秋實(shí)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/1393;H01M4/136;H01M10/0525;C10C3/02
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴(yán)政;劉依云

1.一種鋰電池負(fù)極用瀝青，其特征在于，所述鋰電池負(fù)極用瀝青含有難石墨化組分和易石墨化組分，所述難石墨化組分與所述易石墨化組分的質(zhì)量比為(20～80)：(80～20)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青，其中，所述鋰電池負(fù)極用瀝青的中間相含量為35體積％以上；優(yōu)選為56體積％～72體積％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的瀝青，其中，所述鋰電池負(fù)極用瀝青的軟化點(diǎn)為260℃～350℃，所述鋰電池負(fù)極用瀝青的密度為1.20～1.50g/cm³；

優(yōu)選地，所述鋰電池負(fù)極用瀝青的Lc值為1.2～4.5nm，所述鋰電池負(fù)極用瀝青的La值為1.0～3.5nm。

4.一種制備權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的鋰電池負(fù)極用瀝青的方法，該方法包括：

(1)選取瀝青a，所述瀝青a的分子量分布M_n/M_w為1.2以上，且所述瀝青a的正庚烷可溶物HS含量為20～80重量％；

從所述瀝青a以外的其他瀝青中選取瀝青b和瀝青c，所述瀝青b的軟化點(diǎn)為60～90℃，且所述瀝青b的甲苯可溶組分含量為40～90重量％；所述瀝青c的軟化點(diǎn)為130～180℃，且所述瀝青c的甲苯可溶組分含量為30～80重量％；

(2)將至少一種所述瀝青a作為電極原料-I，或者選取所述瀝青a、瀝青b和瀝青c中的至少兩種進(jìn)行混合為電極原料-II；

(3)在惰性氣氛下，將所述電極原料-I或所述電極原料-II進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到鋰電池負(fù)極用瀝青。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在步驟(3)中，聚合反應(yīng)溫度為200～440℃，聚合反應(yīng)時(shí)間為1～10h；相對(duì)于所述電極原料-I或所述電極原料-II的總重量，所述惰性氣氛的流量為0.1～50ml/min/g。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述聚合反應(yīng)的過(guò)程包括：在所述惰性氣氛下，將所述電極原料-I或所述電極原料-II先在200～300℃下進(jìn)行低溫反應(yīng)1～2h，然后升溫至380～440℃再進(jìn)行高溫反應(yīng)2～8h。

7.一種鋰電池負(fù)極，其特征在于，所述鋰電池負(fù)極含有硬碳結(jié)構(gòu)和類石墨結(jié)構(gòu)；所述鋰電池負(fù)極經(jīng)XRD測(cè)定并計(jì)算得到的d002數(shù)值為0.34～0.45nm；所述鋰電池負(fù)極的10c充放電容量保持率為50％以上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰電池負(fù)極，其中，所述鋰電池負(fù)極的首次放電容量為200～450mAh/g，所述鋰電池負(fù)極的首次庫(kù)倫效率為65％以上。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的鋰電池負(fù)極，其中，所述鋰電池負(fù)極由權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的鋰電池負(fù)極瀝青制得。

10.一種制備權(quán)利要求7-9中任意一項(xiàng)所述的鋰電池負(fù)極的方法，該方法包括：

(A)將權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的鋰電池負(fù)極用瀝青，或權(quán)利要求4-6中任意一項(xiàng)所述的方法制得的鋰電池負(fù)極用瀝青在200～280℃下進(jìn)行穩(wěn)定化處理2～10h；

(B)將步驟(A)得到的產(chǎn)物在600～1200℃下進(jìn)行炭化處理0.5～2h。

11.一種鋰電池，該鋰電池包括權(quán)利要求7-9中任意一項(xiàng)所述的鋰電池負(fù)極或者權(quán)利要求10所述的方法制得的鋰電池負(fù)極。