[發明專利]一種新型氟化石墨復合鋰離子電池負極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010569200.4
• 申請日: 2020-06-20
• 公開（公告）號: CN111628168A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 沈晨
• 申請（專利權）人: 沈晨
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

本發明涉及一種新型氟化石墨復合鋰離子電池負極材料及其制備方法，通過熱解炭包覆氟化石墨，炭化處理等手段，使得最終產物作為鋰離子電池的負極材料具有良好的電化學性能。通過石墨表面氟化，提高負極材料的電容量；通過硬碳包覆，進一步提高比容量，具有良好的充放電性能和循環穩定性。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，特別涉及一種新型氟化石墨復合鋰離子電池負極材料及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為一種新型化學電源，具有能量密度高、循環壽命長、環境友好等特點，已經廣泛應用于移動電話、筆記本電腦等便攜式移動設備，更有希望應用于電動汽車等領域。

目前商業化的鋰離子電池負極材料主要采用石墨材料，這類材料具有較好的循環穩定性能，但其容量較低(理論容量為372mAh/g)，從而限制鋰離子電池的大規模應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型氟化石墨復合鋰離子電池負極材料及其制備方法，通過熱解炭包覆氟化石墨，炭化處理等手段，使得最終產物作為鋰離子電池的負極材料具有良好的電化學性能。

本發明采用的技術方案為：

一種新型氟化石墨復合鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟，

1)將天然石墨和氟在300-600℃直接進行氟化反應制得氟化石墨；

2)將步驟1)所得氟化石墨通過攪拌均勻混入瀝青溶液中，然后在真空環境下加熱至110-120℃使其完全干燥；

3)將步驟2)產物在200-300℃下加熱至熱解，在1300℃-1800℃進行炭化處理。

天然石墨為鱗片石墨、膨脹石墨的至少一種。

步驟3)中熱處理升溫速率為5-10℃/min。

步驟3)中裂解和炭化處理時，采用氮氣作為保護氣體。

本發明還涉及采用上述方法制備的鋰離子電池負極材料。

本發明還涉及采用上述負極材料的鋰離子電池。

本發明的有益效果在于：

通過石墨表面氟化，提高負極材料的電容量；通過硬碳包覆，進一步提高比容量，具有良好的充放電性能和循環穩定性。

具體實施方式

實施例1

1)將天然石墨和氟在600℃直接進行氟化反應制得氟化石墨；

2)將步驟1)所得氟化石墨通過攪拌均勻混入瀝青溶液中，然后在真空環境下加熱至110℃使其完全干燥；

3)將步驟2)產物在200℃下加熱至熱解，在1300℃進行炭化處理。

天然石墨為鱗片石墨、膨脹石墨的至少一種。

步驟3)中熱處理升溫速率為5-10℃/min。

步驟3)中裂解和炭化處理時，采用氮氣作為保護氣體。

實施例2

1)將天然石墨和氟在600℃直接進行氟化反應制得氟化石墨；

2)將步驟1)所得氟化石墨通過攪拌均勻混入瀝青溶液中，然后在真空環境下加熱至120℃使其完全干燥；

3)將步驟2)產物在300℃下加熱至熱解，在1800℃進行炭化處理。

天然石墨為鱗片石墨、膨脹石墨的至少一種。

步驟3)中熱處理升溫速率為5-10℃/min。