[發(fā)明專利]一種長壽命高首效硬碳復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210401382.3
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114824206B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜輝玉
• 申請（專利權(quán)）人: 暉陽（貴州）新能源材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標(biāo)事務(wù)有限公司 52002
• 代理人: 袁慶云

本發(fā)明公開了一種長壽命高首效硬碳復(fù)合材料的制備方法，包括將硬碳添加到氨基化離子液體中分散均勻后，添加羧基化離子液體、催化劑，分散均與后，在高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，過濾、真空干燥，碳化得到。本發(fā)明能提升硬碳的首次效率及其功率性能，循環(huán)性能的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種長壽命高首效硬碳復(fù)合材料，同時還涉及該長壽命高首效硬碳復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

硬碳是一種難石墨化的無定形碳，層間距較石墨負(fù)極大，具有良好的快速充放電性能，尤其具有優(yōu)異的低溫充放電性能。但是由于硬碳高的比表面積及其材料自身的多孔結(jié)構(gòu)，造成其材料的首次效率偏低，比容量偏低，而改善其硬碳材料首次效率的措施之一是進(jìn)行材料表面包覆，目前的包覆主要是通過在材料表面包覆無定形碳提升材料的首次效率，但其存在導(dǎo)電率差，首次效率提升幅度有限。比如中國專利202111141095.5公開了一種改性硬碳復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，其主要通過使用納米碳化鈦，在硬碳表面包覆碳化鈦及無定形碳，依靠鈦?zhàn)陨韺娱g距大、離子導(dǎo)電性高、比容量高的特性提升改性硬碳復(fù)合材料的快充性能及其低溫性能，同時外層包覆的碳化鈦能夠降低內(nèi)核硬碳的比表面積，提升改性硬碳復(fù)合材料的首次效率；但是其提高幅度不大，且包覆層與內(nèi)核硬碳的結(jié)合力偏差，影響后期的循環(huán)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)而提供的一種能提升硬碳的首次效率及其功率性能，循環(huán)性能的長壽命高首效硬碳復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明的一種長壽命高首效硬碳復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將硬碳添加到氨基化離子液體中，攪拌均勻后，配制成質(zhì)量濃度為20wt％氨基化離子液體包覆硬碳溶液；

(2)按氨基化離子液體：羧基化離子液體質(zhì)量比為＝1:1，將氨基化離子液體包覆硬碳溶液添加到羧基化離子液體中，攪拌均勻后，添加催化劑繼續(xù)攪拌，之后轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，在溫度為120～200℃反應(yīng)1～6h，真空過濾，80℃真空干燥24h，得到離子液體包覆硬碳復(fù)合材料；

(3)將離子液體包覆硬碳復(fù)合材料轉(zhuǎn)移到管式爐中，以升溫速率為1～5℃/min升溫到700～1100℃保溫1～6h，即得硬碳復(fù)合材料。

上述的一種長壽命高首效硬碳復(fù)合材料的制備方法，其中：步驟(1)中所述的氨基化離子液體為1-胺丙基-3-甲基咪唑硝酸鹽，1-胺丙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽，1-胺丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽，1-胺丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，1-胺丙基-3-甲基咪唑溴鹽，1-胺乙基-3-甲基咪唑硝酸鹽，1-胺乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽，1-胺乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽或1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽中的一種。

上述的一種長壽命高首效硬碳復(fù)合材料的制備方法，其中：步驟(1)中所述的羧基化離子液體為1，2-二甲基-3-羥乙基咪唑?qū)谆交撬猁}，1，2-二甲基-3-羥乙基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽，1，2-二甲基-3-羥乙基咪唑六氟磷酸鹽，1，2-二甲基-3-羥乙基咪唑四氟硼酸鹽，1-羥乙基-2，3-二甲基咪唑氯鹽，1-羥乙基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽，1-羥乙基-3-甲基咪唑?qū)谆交撬猁}，1-羥乙基-3-甲基咪唑二腈胺鹽，1-羥乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽，1-羥乙基-3-甲基咪唑高氯酸鹽，1-羥乙基-3-甲基咪唑硝酸鹽，1-羥乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽或1-羥乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽中的一種。

上述的一種長壽命高首效硬碳復(fù)合材料的制備方法，其中：步驟(1)中所述的催化劑為雙氧水。