[發明專利]一種快充石墨復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210108862.0
• 申請日: 2022-01-29
• 公開（公告）號: CN114497507A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 梁慧宇
• 申請（專利權）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;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳壹舟知識產權代理事務所(普通合伙) 44331
• 代理人: 歐志明

1.一種快充石墨復合材料，其特征在于，所述復合材料呈現核殼結構，包括內核和包覆在所述內核表面的外殼，其中所述內核是包括粒徑為0.5～2μm的石墨和固體電解質粉末的復合體；所述外殼包括無機鋰鹽，其中外殼的質量比為1wt％～10wt％。

2.根據權利要求1所述的快充石墨復合材料，其特征在于，所述石墨包括石油焦粉和瀝青碳化后形成的石墨半成品及其無定形碳。

3.根據權利要求2所述的快充石墨復合材料，其特征在于，所述石油焦粉、固體電解質、瀝青的質量比為100：1～10：1～10。

4.根據權利要求1所述的快充石墨復合材料，其特征在于，所述固體電解質為Li_7-xLa_xZr_2-xA_xO₁₂、Li_1+yAl_yGe_2-y(PO₄)₃、Li_3–2zB_zMO、LiZrO₂中的一種，其中，A選自Ta、Nb、Al、Ga、Mg、Ca、Sr、Ba中的任意一種，B選自Mg、Ca、Sr、Ba中的一種，M為Cl或I；0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1。

5.根據權利要求1-4任意一項所述的快充石墨復合材料，其特征在于，所述復合體還包括添加劑，所述添加劑為石蠟和/或硬脂酸，所述添加劑與所述石油焦粉、固體電解質、瀝青的質量之和比為1～5：100。

6.根據權利要求5所述的快充石墨復合材料，其特征在于，所述復合體還包括硅烷偶聯劑，所述硅烷偶聯劑與所述石墨、石油焦粉、固體電解質、瀝青的質量之和比為1～5：100。

7.根據權利要求6所述的快充石墨復合材料，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-氨丙基三甲氧基硅烷，γ－二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷，N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一種或多種。

8.一種快充石墨復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

按照質量比100：1～10：1～10稱取粒徑為0.5～2μm的石油焦粉、固體電解質、瀝青并研磨，之后通入氧化性混合氣體，并升溫到800～1200℃保溫1～6h，粉碎得到石墨前驅體復合材料A；

將添加劑加入所述的石墨前驅體復合材料A，分散均勻后，添加硅烷偶聯劑，再次分散均勻，噴霧干燥得到石墨前驅體復合材料B；其中所述石墨前驅體復合材料A、添加劑、硅烷偶聯劑的質量比為100：1～5：1～5；

通過原子氣相沉積法，在所述的石墨前驅體復合材料B表面逐層形成厚度均勻的鉬酸鋰沉積層，完成循環沉積后冷卻至室溫，得到鉬酸鋰包覆的石墨復合材料。

9.根據權利要求1所述的快充石墨復合材料的制備方法，其特征在于，將所述添加劑配置成質量濃度為1～10wt％的添加劑溶液。

10.根據權利要求9所述的快充石墨復合材料的制備方法，其特征在于，所述沉積步驟為通入鉬酸鋰0.5秒；氮氣吹掃60秒；通入氧源5秒；氮氣吹掃5秒；通入水0.03秒；氮氣吹掃50秒；從通入鉬酸鋰0.5秒開始循環100～200圈。