[發明專利]富鋰碳材料、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201810360949.0
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108550848A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 蔣永華;高俊強;張維;栗建民
• 申請（專利權）人: 蘇州緣聚新材料技術服務合伙企業（有限合伙）
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M4/62;H01M4/38;H01M10/0525
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發明公開了一種富鋰碳材料、其制備方法及應用。所述富鋰碳材料包括碳材料以及與碳材料所含官能團結合的Li元素，其中Li元素與碳元素的摩爾比在1：100以上。所述富鋰碳材料可以由碳材料以其具有的官能團與含鋰化合物反應后形成。本發明提供的富鋰碳材料制備工藝簡單，可控性高，成本低廉，綠色環保，且在應用于鋰電池中時，能有效提升其能量密度，提高其充放電速度，并改善其循環性能以及低溫使用性能，提升安全性，應用前景廣泛。

技術領域

本發明涉及一種新型碳材料，特別涉及一種富鋰碳材料、其制備方法及應用。

背景技術

鋰電池目前已經在諸如數碼設備、電動車輛等領域廣泛應用。傳統的鋰電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料，并使用非水電解質。此類鋰電池在應用時仍存在諸多缺陷，例如充放電速度慢、能量密度低、循環性能差等，且安全性也沒有保障。為了克服傳統鋰電池的這些缺陷，眾多研究人員提出了大量的改進方案，例如發展了多種新型正極、負極、隔膜、電解液材料等，盡管這些新型的材料可以在一定程度上改善鋰電池在某一個方面或幾個方面的性能，但其均或多或少存在一些缺陷等。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種富鋰碳材料、其制備方法及應用，以克服現有技術中的不足。為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種富鋰碳材料，其包括碳材料以及與碳材料所含官能團結合的Li元素，其中Li元素與碳元素的摩爾比在1：100以上。

在一些優選實施方案中，其中Li元素與碳元素的摩爾比為1：100～35：100。

本發明實施例提供的一種富鋰碳材料主要由碳材料以其具有的官能團與含鋰化合物反應后形成，并且所述富鋰碳材料中Li元素與碳元素的摩爾比在1：100以上。

本發明實施例還提供了一種制備所述富鋰碳材料的方法，包括：使碳材料以其具有的官能團與含鋰化合物反應，使Li元素與碳材料結合，從而形成富鋰碳材料。

本發明實施例還提供了所述富鋰碳材料在制備鋰電池中的用途。

本發明實施例還提供了所述富鋰碳材料在制備鋰電池的正極材料、負極材料、隔膜或電解液中的用途。

本發明實施例還提供了一種鋰電池，所述鋰電池的正極、負極、隔膜及電解液中的至少一者包含前述的富鋰碳材料。

與現有技術相比，本發明提供的富鋰碳材料制備工藝簡單，可控性高，成本低廉，綠色環保，且在應用于鋰電池尤其是鋰離子電池中時，可以提升Li離子在電池中傳輸速度，能有效提升鋰電池的能量密度，提高其充放電速度，倍率性能提高，并改善其循環性能以及低溫使用性能，延長電池使用壽命，提升安全性，應用前景廣泛。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例1所獲電池與未添加富鋰碳材料的電池的放電性能對比示意圖。

圖2是本發明實施例2所獲電池與未添加富鋰碳材料的電池的放電性能對比示意圖。

圖3是本發明實施例3所獲電池與未添加富鋰碳材料的電池的放電性能對比示意圖。

圖4是本發明實施例4所獲電池與未添加富鋰碳材料的電池的放電性能對比示意圖。

圖5是本發明實施例5所獲電池與未添加富鋰碳材料的電池的放電性能對比示意圖。

圖6是本發明實施例6所獲電池與未添加富鋰碳材料的電池的放電性能對比示意圖。