[發(fā)明專(zhuān)利]石墨包覆的硬碳材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310086524.6
• 申請(qǐng)日: 2023-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116143113A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣治億;魏思偉;楊帆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇天合儲(chǔ)能有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B32/21
• 分類(lèi)號(hào): C01B32/21;H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62
• 代理公司: 北京正桓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11979
• 代理人: 于寶慶

本申請(qǐng)涉及石墨包覆的硬碳材料的制備方法，其包括：S1將可石墨化材料與硬碳材料混合，得到第一混合物；S2將第一混合物與粘結(jié)劑混合，得到第二混合物；S3使所述第二混合物進(jìn)行石墨化處理，得到所述石墨包覆的硬碳材料。本申請(qǐng)得到的石墨包覆硬碳材料，硬碳材料包覆一層石墨后，具有石墨層的保護(hù)作用，將改善該負(fù)極材料的首效，且在形成SEI的過(guò)程中，對(duì)活性鋰的消耗降低；硬碳材料包覆一層石墨后，因硬碳在整個(gè)充放電區(qū)間內(nèi)的層間距變化幅度較小，不易因嵌鋰導(dǎo)致層間距變化，影響電芯壽命，即保留了硬碳的特性，又兼容了石墨的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電池領(lǐng)域，特別是石墨包覆的硬碳材料的制備方法。

背景技術(shù)

在鈉電池和鋰電池快充領(lǐng)域，硬碳材料具有高嵌鋰克容量，層間距較大，高倍率性能等特性，關(guān)注度日益增高。但是，由于硬碳材料的比表面積高，石墨化程度低，導(dǎo)致硬碳材料作為電池負(fù)極材料時(shí)電池的首效低，壓實(shí)低。

因此，需要對(duì)硬碳材料進(jìn)行修飾，以達(dá)到解決上述問(wèn)題的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┦灿蔡疾牧系闹苽浞椒ǎǎ?/p>

S1將可石墨化材料與硬碳材料混合，得到第一混合物；

S2將第一混合物與粘結(jié)劑混合，得到第二混合物；

S3使所述第二混合物進(jìn)行石墨化處理，得到所述石墨包覆的硬碳材料。

本申請(qǐng)得到的石墨包覆硬碳材料，硬碳材料包覆一層石墨后，具有石墨層的保護(hù)作用，將改善該負(fù)極材料的首效，且在形成SEI的過(guò)程中，對(duì)活性鋰的消耗降低；硬碳材料包覆一層石墨后，因硬碳在整個(gè)充放電區(qū)間內(nèi)的層間距變化幅度較小，不易因嵌鋰導(dǎo)致層間距變化，影響電芯壽命，即保留了硬碳的特性，又兼容了石墨的優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1示出了本申請(qǐng)方法的流程圖；

圖2示出了硬碳材料AC-31和石墨包覆的硬碳材料AC-33的XRD圖譜；

圖3示出了實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3所得到的石墨包覆的硬碳材料AC-13、AC-23、AC-33的XRD圖譜；

圖4示出了循環(huán)測(cè)試結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)這些說(shuō)明，本申請(qǐng)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。

在這里專(zhuān)用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說(shuō)明性”。這里作為“示例性”所說(shuō)明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。

此外，下面所描述的本申請(qǐng)不同實(shí)施方式中涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N石墨包覆的硬碳材料的制備方法，包括：

S1將可石墨化材料與硬碳材料混合，得到第一混合物；

S2將第一混合物與粘結(jié)劑混合，得到第二混合物；

S3使所述第二混合物進(jìn)行石墨化處理，得到所述石墨包覆的硬碳材料。

在本申請(qǐng)中，硬碳材料是指難石墨化碳，是一種通過(guò)熱解高分子聚合物、石油化工產(chǎn)品、生物質(zhì)等得到的熱解碳。由于前驅(qū)體中存在大量H、O、N等原子，阻礙了熱處理過(guò)程中結(jié)晶區(qū)域的形成，導(dǎo)致在2500℃以上的高溫下也很難石墨化。其制備通常是將前驅(qū)體材料進(jìn)行預(yù)處理，而后在高溫下進(jìn)行碳化熱解，即可以得到硬碳材料。可用的前驅(qū)體材料包括：有機(jī)聚合物例如酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚糠醇樹(shù)脂等，生物質(zhì)例如植物殘留物，例如秸稈以及植物外殼如稻殼、花生殼等。