[發明專利]硬炭材料及其制備方法和應用、鋰離子電池

有效

• 申請號: 202011643725.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112758911B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 潘福森;沈龍;張秀云;曾繁俊;范拯華;王曉陽;陳兵帥
• 申請（專利權）人: 寧波杉杉新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;H01M4/133;H01M4/583;H01M10/0525;H01G11/32
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;鄒玲

1.一種硬炭材料的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟：

（1）將前驅體A的原料混合，加熱，得到液態漿料；再將所述液態漿料進行噴霧干燥，得到前驅體A；

其中，所述前驅體A的原料包括碳源、有機溶劑、交聯劑和聚乙烯吡咯烷酮，或者，所述前驅體A的原料包括碳源、有機溶劑、交聯劑和聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物；所述加熱的溫度為40~120℃；所述噴霧干燥的溫度為80~150℃；

（2）將所述前驅體A進行固化處理，得到前驅體B；

其中，所述固化處理依次包括：第一級熱處理，溫度為150~350℃；第二級熱處理，溫度為360~420℃；第三級熱處理，溫度為450~650℃；

（3）將所述前驅體B進行炭化處理。

2.如權利要求1所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述碳源的殘炭值為30%以上；

和/或，所述碳源為瀝青、焦油、石油樹脂、酚醛樹脂和環氧樹脂中的一種或多種；

和/或，所述有機溶劑為芳香族溶劑，脂肪族烴類溶劑，脂肪族醇類溶劑，以及，雜環類物質溶劑中的一種或多種；

和/或，按照所述碳源的殘炭值計，所述交聯劑占所述碳源的質量百分比為10%~100%；

和/或，所述交聯劑為多官能乙烯基單體、偶氮類引發劑、有機過氧化引發劑和無機過氧化物引發劑中的一種或多種。

3.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述碳源為瀝青。

4.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述瀝青的軟化點為200~300℃。

5.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述酚醛樹脂的殘炭值為50%以上。

6.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為芳香族溶劑和脂肪族烴類溶劑的復配。

7.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，所述芳香族溶劑為苯、萘、蒽、菲及其同系物中的一種或多種。

8.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，所述脂肪族烴類溶劑為丁烷、戊烷、己烷、庚烷、石腦油、輕烴燃氣、洗油和煤油中的一種或多種。

9.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，所述脂肪族醇類溶劑為甲醇、乙醇、丙醇和丁醇中的一種或多種。

10.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，所述雜環類物質溶劑為呋喃、吡咯和喹啉中的一種或多種。

11.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為萘、洗油和石油化工輕烴燃氣的復配。

12.如權利要求11所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，所述萘的含量為10~30%，所述洗油的含量為30~50%，所述石油化工輕烴燃氣的含量為30~50%；百分比為各組分占所述有機溶劑的質量百分比。

13.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為萘和洗油的復配。

14.如權利要求13所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，所述萘的含量為70~90%，所述洗油的含量為10~30%；百分比為各組分占所述有機溶劑的質量百分比。

15.如權利要求2所述的硬炭材料的制備方法，其特征在于，所述交聯劑為無機過氧化物引發劑。