[發(fā)明專利]一種硬碳-無機(jī)鋰鹽復(fù)合電極材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2022-01-29
• 公開（公告）號: CN114497506A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁慧宇
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧中宏能源新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62
• 代理公司: 深圳壹舟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44331
• 代理人: 歐志明

1.一種硬碳-無機(jī)鋰鹽電極復(fù)合材料，其特征在于，其具有核殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為磷摻雜硬碳，外殼為無機(jī)鋰鹽層，以復(fù)合材料的總重量計(jì)，外殼所占的質(zhì)量百分比為1％～10％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬碳-無機(jī)鋰鹽電極復(fù)合材料，其特征在于，所述無機(jī)鋰鹽層為無機(jī)鋰鹽的有序循環(huán)沉積層，沉積層數(shù)為10～200層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬碳-無機(jī)鋰鹽電極復(fù)合材料，其特征在于，內(nèi)核中硬碳與磷化合物的質(zhì)量比為95～99:1～5，所述磷化合物為三氯化磷。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬碳-無機(jī)鋰鹽電極復(fù)合材料，其特征在于，所述無機(jī)鋰鹽選自鋯酸鋰、鈮酸鋰、鈦酸鋰和硅酸鋰中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬碳-無機(jī)鋰鹽電極復(fù)合材料，其特征在于，復(fù)合材料的粒徑為2-10μm。

6.一種硬碳-無機(jī)鋰鹽電極復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

內(nèi)核的制備：將硬碳前驅(qū)體與堿溶液混合攪拌反應(yīng)，產(chǎn)物進(jìn)行離心、干燥和碳化，研磨粉碎后得到多孔硬碳材料；

磷摻雜：向多孔硬碳材料中通入三氯化磷液體，加熱使三氯化磷氣化并持續(xù)通入三氯化磷，使多孔硬碳材料的孔隙及表面沉積三氯化磷，得到磷摻雜硬碳的內(nèi)核；

外殼的制備：采用原子氣相沉積法在磷摻雜硬碳的內(nèi)核表面循環(huán)沉積無機(jī)鋰鹽，得到硬碳-無機(jī)鋰鹽電極復(fù)合材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述硬碳前驅(qū)體選自酚醛樹脂、糠醛樹脂、環(huán)氧樹脂、葡萄糖、蔗糖、椰殼、環(huán)糊精、淀粉和丁苯橡膠中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，磷摻雜過程中加熱到100-200℃使氯化磷氣化，持續(xù)通入氯化磷1-6h。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述原子氣相沉積法的溫度為150～250℃，壓力為0.1～0.5Torr。

10.權(quán)利要求1的硬碳-無機(jī)鋰鹽電極復(fù)合材料或權(quán)利要求6所述的方法制備的硬碳-無機(jī)鋰鹽電極復(fù)合材料作為電池負(fù)極材料的應(yīng)用。