[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

本發明公開了一種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，該方法包括：提供渣油；將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；將所述碳化產物與弱酸接觸，形成所述碳材料。該方法工藝步驟簡單，容易操作，而且通過這種方法所制備的碳材料比表面積較大，具有較好的嵌鋰能力，可用于制備鋰電負極電極片，以在對渣油實現廢物利用的情況下，降低電極片的制備成本。

技術領域

本發明涉及電池原料制造領域，具體而言，涉及一種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。

背景技術

渣油具有來源廣泛、價格低廉的特點?，F有的渣油的應用較為廣泛，例如，它可以通過減粘裂化、加氫、焦化、催化裂化等技術制備輕質油；又例如，它可以通過溶劑脫瀝青、焦化、高溫碳化、CVD沉積等技術制備瀝青、石油焦、儲能納米碳材料等。

隨著碳材料在儲能領域的深入研究，采用渣油的再提取物為碳源制備儲能碳材料被證明是一種可行的途徑。當直接采用渣油作為碳源制備納米碳材料時，可以簡化上述以渣油再提取物為碳源制備儲能材料的步驟。迄今為止該方向在儲能領域的研究甚少，具有深入研究的廣闊前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種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，以在相對簡單的工藝流程下，制備儲能碳材料。

為此，在本發明中提供了一種以渣油為原料生成碳材料的方法，該方法包括：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。

作為優選，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％。

作為優選，所述渣油中飽和烴的含量低于40wt％，芳香烴含量大于30wt％。

作為優選，所述渣油為常壓渣油或者減壓渣油。

作為優選，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。

作為優選，優選所述碳酸鹽模板劑為碳酸鈣模板劑；

作為優選，所述碳酸鹽模板劑通過共沉淀法獲得；

作為優選，所述碳酸鈣模板劑是以碳酸鈉和氯化鈣共沉淀形成；

作為優選，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；

作為優選，所述碳酸鈉和碳酸鹽模板劑的重量比為(0.8-1.2)：1。

作為優選，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。

作為優選，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20min-40min。

作為優選，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；

作為優選，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。

作為優選，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。

作為優選，所述酸液為選自醋酸、草酸和磷酸中的一種或幾種。