[發明專利]碳材料及以渣油為原料生成碳材料的方法以及鋰電負極電極片與鋰離子電池

在審

• 申請號: 201810292377.7
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108493450A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 周志紅;蔣世用;段科;李乾乾;吉純;魏文飛;吳西燚
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 廉振保

1.一種以渣油為原料生成碳材料的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供渣油；

將所述渣油與碳酸鹽模板劑混合，加熱液化，接著在無氧條件下進行碳化處理，形成碳化產物；

將所述碳化產物與酸液接觸，形成所述碳材。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述渣油中C含量大于80wt％，N含量大于0.15wt％，S含量大于0.3wt％；優選所述渣油中N含量大于0.3wt％，S含量大于3wt％；優選所述渣油中飽和烴的含量低于40wt％，芳香烴含量大于30wt％；優選所述渣油為常壓渣油或者減壓渣油。

3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述碳酸鹽模板劑為選自碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇和碳酸鋅中的一種或幾種；

優選所述碳酸鹽模板劑為碳酸鈣模板劑；

優選所述碳酸鹽模板劑通過共沉淀法獲得；

優選地，所述碳酸鈣模板劑是以碳酸鈉和氯化鈣共沉淀形成；

優選地，制備所述碳酸鈣模板劑的步驟包括：

將碳酸鈉溶解在水中，形成碳酸鈉水溶液；

將氯化鈣溶解在水中，形成氯化鈣水溶液；

將所述碳酸鈉水溶液和所述氯化鈣水溶液混合后，離心洗滌形成所述碳酸鈣模板劑；

優選地，所述碳酸鈉和碳酸鹽模板劑的重量比為(0.8-1.2)：1。

4.根據權利要求1所述方法，其特征在于，基于100重量份的所述渣油，所述碳酸鹽模板劑的用量為26.5-120重量份，優選為30-100重量份。

5.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述加熱液化渣油的步驟包括：在油浴條件下，升溫加熱至110℃-150℃，保持20-40min。

6.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述碳化處理的步驟是在惰性氣氛下進行，優選所述惰性氣氛是通過通入氬氣形成，所述氬氣的通入量為50mL/min-200mL/min；

優選地，所述碳化處理的步驟包括：在惰性氣氛下，升溫至300℃-600℃，保持時間為30min-90min，接著升至800℃-900℃，保持時間為30min-90min。

7.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述碳化產物與酸液接觸的條件包括：在10℃-40℃下，接觸處理60-120min；

優選地，所述酸液為選自醋酸、草酸和磷酸中的一種或幾種。

8.一種碳材料，其特征在于，所述碳材料為權利要求1至7中任意一項所述的以渣油為原料生成碳材料的方法制備而得。

9.一種碳材料，其特征在于，所述碳材料為多孔顆粒物，且其中摻雜有N和S；

優選地，所述碳材料的粒度為300nm-800nm，所述碳材料中孔洞直徑為10-100nm，所述碳材料的比表面積為600m²/g-900m²/g；

優選地，所述碳材料中N的摻雜量為0.15-0.6wt％，S的摻雜量為0.3-6wt％。

10.一種鋰電負極電極片，包括導電劑、粘結劑和碳材料，其特征在于，所述碳材料中包括權利要求8或9所述的碳材料；

優選地，以重量百分含量計，所述碳材料為導電劑的60-80wt％。

優選地，所述導電劑還包括乙炔黑、膨脹石墨、科琴黑、碳納米管導電漿料和超導炭黑中的至少一種。

11.一種鋰離子電池，包括陰極、陽極、電池隔膜、以及電解液，其特征在于，所述陰極包括權利要求10所述的鋰電負極電極片。