專(zhuān)利名稱(chēng)：硬碳材料的制備方法和鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種負(fù)極材料的制備方法和采用該方法制備得到的負(fù)極材料的鋰離子電池，特別是一種硬碳負(fù)極材料的制備方法和采用該方法制備得到的硬碳負(fù)極材料的鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池負(fù)極材料主要包括碳類(lèi)材料，合金材料和復(fù)合材料,其中，由于碳類(lèi)材料分布范圍較廣、價(jià)格低廉等因素，碳類(lèi)材料在鋰離子電池領(lǐng)域獲得了非常廣泛的應(yīng)用；碳 類(lèi)材料通常包括石墨類(lèi)碳材料和非石墨類(lèi)碳材料；而石墨類(lèi)碳材料，雖然因其具有導(dǎo)電性好、結(jié)晶程度高，具有良好的充放電平臺(tái)，但由于石墨為層狀結(jié)構(gòu)，其與有機(jī)溶劑相溶性較差，在鋰離子電池充電過(guò)程中，其溶劑分子很容易隨鋰離子共嵌入石墨片層內(nèi)而破壞石墨層狀結(jié)構(gòu)，致使石墨層狀結(jié)構(gòu)發(fā)生剝離、石墨顆粒發(fā)生崩裂或粉化，進(jìn)而導(dǎo)致鋰離子電池循環(huán)性劣化和容量的降低；且由于石墨自身結(jié)構(gòu)的特殊性，其大功率充放電性能也相對(duì)較差，因此，一定程度上限制了石墨類(lèi)碳材料在大功率鋰離子電池上的應(yīng)用，這也給非石墨類(lèi)碳材料留下了更為廣闊的發(fā)展空間。非石墨類(lèi)碳材料包括軟碳和硬碳，而軟碳由于輸出電壓較低、無(wú)明顯的充放電平臺(tái)，通常需要改性以后才能做為鋰離子電池負(fù)極材料使用；硬碳材料一般為高分子聚合物經(jīng)過(guò)高溫裂解而形成，其與石墨類(lèi)碳材料相比具有造價(jià)低、循環(huán)壽命長(zhǎng)、功率性能好多種優(yōu)點(diǎn)，且與碳酸丙烯脂PC電解液相容性較好，但由于現(xiàn)有硬碳材料制備方法條件限制，其孔隙率一般較低，層面結(jié)構(gòu)不是很規(guī)則，致使現(xiàn)有硬碳材料的嵌鋰容量和可逆容量相對(duì)較小，低溫性能較差，影響了硬碳材料在鋰離子電池領(lǐng)域的實(shí)用化進(jìn)程，因此有必要對(duì)現(xiàn)有的硬碳材料制備方法等進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硬碳材料的制備方法和鋰離子電池，要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高鋰離子電池的嵌鋰容量和可逆容量，大功率充放電性能好。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種硬碳材料的制備方法，包括以下步驟一、在含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物溶液中加入浙青材料形成裂解前驅(qū)體；所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物的分子量為340 30000，所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物和浙青的質(zhì)量比為1:0. f 1:5，所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物和浙青所形成混合溶液中的固含量為25 60% ；二、蒸干或固化裂解前驅(qū)體，然后進(jìn)行碳化形成碳化物；三、將所述碳化物進(jìn)行破碎形成硬碳基體；四、加入包覆物前驅(qū)體對(duì)所述硬碳基體進(jìn)行表面包覆；五、熱解所述包覆物前軀體形成硬碳材料。本發(fā)明的碳化物進(jìn)行破碎形成的硬碳基體長(zhǎng)徑比為廣5，平均粒度為10 15um，比表面積為I. O 8m2/g,壓實(shí)密度為I. 15 I. 35g/cm3,晶體層間距為0. 370 0. 385nm之間；孔徑為0. I 50nm，孔隙率為5% 15%;通過(guò)XRD表征，計(jì)算微晶尺寸晶體基面方向La為25 IOOnm,垂直于基面方向Lc為25 80nm。本發(fā)明的含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物為酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、糠醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂中的一種或任意多種混合。本發(fā)明溶解所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物的溶劑為乙醇、異丙醇，四氫呋喃，N，N-二甲基甲酰胺，二甲基亞砜、甲苯、吡啶中的一種或者任意多種混合。本發(fā)明的浙青材料為石油浙青、中間相浙青、高溫浙青、煤焦油浙青中的一種或任意多種混合。本發(fā)明的包覆物前驅(qū)體所占硬碳基體質(zhì)量的廣30% ;所述包覆物前驅(qū)體為樹(shù)脂或/和浙青，所述樹(shù)脂為丙烯酸樹(shù)脂、聚碳酸酯、酚醛樹(shù)脂、丁苯橡膠、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚 噻吩和聚酰亞胺中的一種或者任意多種混合。本發(fā)明固化所述裂解前驅(qū)體時(shí)所采用的固化劑的加入量占裂解前驅(qū)體質(zhì)量的f 10%，所述固化劑為有機(jī)胺類(lèi)固化劑、無(wú)機(jī)酸類(lèi)固化劑、含磷固化劑、酸酐類(lèi)固化劑、高分子類(lèi)固化劑中的一種或者任意多種混合。一種鋰離子電池，包括正極和負(fù)極，該鋰離子電池負(fù)極涂覆有硬碳材料，所述硬碳材料采用以下制備方法制備得到，包括以下步驟一、在含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物溶液中加入浙青材料形成裂解前驅(qū)體；二、蒸干或固化裂解前驅(qū)體，然后進(jìn)行碳化形成碳化物；三、將所述碳化物進(jìn)行破碎形成硬碳基體；四、加入包覆物前驅(qū)體對(duì)所述硬碳基體進(jìn)行表面包覆；五、熱解所述包覆物前軀體形成硬碳材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，硬碳材料由含環(huán)氧基有機(jī)高分子和軟碳前驅(qū)體或再添加固化劑的混合物為碳源合成，通過(guò)大分子量有機(jī)分子和浙青的共裂解，合成具備發(fā)達(dá)的孔隙率和高度有序的硬碳材料，硬碳材料在充電中可逆容量> 485mAh/g，首效> 80%，在常溫IC循環(huán)100周容量保持率> 96%，并且，在低溫-20°C下，硬碳材料仍能可逆進(jìn)行鋰離子的嵌入和脫出，且IC循環(huán)100周容量保持率> 95%，在常溫20C倍率放電下，容量能達(dá)到IC放電的93%，硬碳材料有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉，適用于需求高容量、低溫條件和大功率放電的場(chǎng)合。


圖I為本發(fā)明方法制成的硬碳基體材料的電子顯微鏡照片。圖2為本發(fā)明方法制成的硬碳基體材料的XRD圖。圖3為本發(fā)明方法制成的硬碳材料在常溫、IC倍率下的循環(huán)性能曲線(xiàn)圖。圖4為本發(fā)明方法制成的硬碳材料在_20°C、IC倍率下的循環(huán)性能曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明方法制備得到的硬碳材料的層面結(jié)構(gòu)規(guī)則，孔隙結(jié)構(gòu)比較發(fā)達(dá)，嵌鋰容量和可逆容量比較高。采用本發(fā)明方法制備得到的硬碳材料可以應(yīng)用在大功率鋰離子電池、電容器等領(lǐng)域。本發(fā)明中所描述的“任意多種混合”為兩種以上任意混合，如無(wú)特別寫(xiě)明，本發(fā)明所涉及的百分比濃度均指質(zhì)量百分比濃度。本發(fā)明的硬碳材料的制備方法，包括以下過(guò)程和步驟步驟一形成裂解前驅(qū)體的過(guò)程，首先溶解含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物，在含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物溶液中加入浙青材料形成裂解前驅(qū)體。步驟二 形成碳化物過(guò)程，蒸干或固化所述裂解前驅(qū)體，然后對(duì)所述裂解前軀體進(jìn) 行碳化形成碳化物。步驟三形成硬碳基體的過(guò)程，將所述碳化物進(jìn)行破碎形成硬碳基體。步驟四硬碳基體包覆改性過(guò)程，加入包覆物前驅(qū)體對(duì)所述硬碳基體進(jìn)行表面包覆。步驟五熱解過(guò)程；熱解所述包覆物前軀體形成硬碳材料。實(shí)施例1，步驟一，選取酚醛樹(shù)脂放入乙醇溶劑中，進(jìn)行溶解；在形成的酚醛樹(shù)脂溶液中加入浙青，進(jìn)行融合形成裂解前驅(qū)體。在該步驟中，為使實(shí)施例效果達(dá)到最好，所述酚醛樹(shù)脂優(yōu)選分子量為340 30000的酚醛樹(shù)脂，該浙青加入量?jī)?yōu)選10 500%、10%、500%的比例，溶解而形成的酚醛樹(shù)脂和浙青混合溶液中的固含量?jī)?yōu)選為25飛0%、25%、60%，酚醛樹(shù)脂和浙青的質(zhì)量比優(yōu)選為1:0. ri:5U:0. 1,1:1:5 ;且為保證硬碳材料的性能，在溶解所述酚醛樹(shù)脂時(shí)，優(yōu)選完全溶解，酚醛樹(shù)脂溶液和浙青優(yōu)選充分融合。步驟二，對(duì)酚醛樹(shù)脂溶液和浙青混合而形成的裂解前驅(qū)體進(jìn)行蒸干處理；為保證蒸干處理的效果，在該步驟中，所述蒸干處理的各控制條件優(yōu)選如下蒸干處理溫度為25 100°C、25°C、100°C，蒸干處理時(shí)間視蒸干溫度而定，優(yōu)選為(T24小時(shí)、大于0小時(shí)、24小時(shí)。把上述經(jīng)過(guò)蒸干處理的裂解前驅(qū)體進(jìn)行升溫碳化，而形成碳化物；為保證該碳化物性能，該碳化處理的過(guò)程及控制條件優(yōu)選如下碳化過(guò)程中升溫速度控制為I 10°c /分鐘、I °C /分鐘UO0C /分鐘升溫至450 500 V、450 V、500 V，恒溫時(shí)間為I 12小時(shí)、I小時(shí)、12小時(shí)；然后，以升溫速度為I 10°C /分鐘、1°C /分鐘、10°C /分鐘升溫至600 1100°c、600°c、110(rc，進(jìn)行碳化I 12小時(shí)、I小時(shí)、12小時(shí)，自然冷卻。步驟三，對(duì)上述步驟所得碳化物進(jìn)行粉碎或破碎處理形成粒狀的硬碳基體；為保證硬碳基體的性能，在該步驟中，在硬碳基體經(jīng)過(guò)粉碎或破碎處理后，可對(duì)粒狀的硬碳基體進(jìn)行篩分，以保證硬碳基體的平均粒度于l(T25um之間，當(dāng)然，該篩分也可省略或采用其它方法來(lái)替代。經(jīng)過(guò)上述各步驟的處理，制得的硬碳基體的各性能參數(shù)如下硬碳基體長(zhǎng)徑比為廣5，平均粒度為10 15um，比表面積為I. 0 8m2/g，壓實(shí)密度為I. 15 I. 35g/cm3,晶體層間距為0. 370 0. 385nm之間；孔徑為0. I 50nm,孔隙率為5% 15%;通過(guò)XRD表征，計(jì)算微晶尺寸晶體基面方向La為25 IOOnm,垂直于基面方向Lc為25 80nm。結(jié)合圖I和圖2以及硬碳基體的各性能參數(shù)分析可得出經(jīng)過(guò)上述各步驟處理所制得的硬碳基體的層面結(jié)構(gòu)規(guī)則，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)；該發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和規(guī)則的層面結(jié)構(gòu)可使硬碳的儲(chǔ)鋰性能和嵌鋰容量大為增加。為進(jìn)一步提高上述所得硬碳基體的性能，本實(shí)施例在步驟四、五中，對(duì)上述硬碳基體進(jìn)行了包覆改性，即在上述所制得的硬碳基體粉粒內(nèi)加入包覆物前驅(qū)體，采用固相包覆法對(duì)所述硬碳基體進(jìn)行表面包覆，當(dāng)然采用液相包覆法也可其到相同的技術(shù)效果；然后對(duì)所述包覆物前軀體進(jìn)行熱解，遂制得本發(fā)明的硬碳材料；為保證硬碳材料的性能，在步驟四中，包覆物前驅(qū)體優(yōu)選占所述硬碳基體質(zhì)量比例的廣30%，所述包覆物前驅(qū)體優(yōu)選為樹(shù)脂或/和浙青的混合物，所述樹(shù)脂為丙烯酸樹(shù)脂，聚碳酸酯，酚醛樹(shù)脂，丁苯橡膠，聚丙烯腈，聚苯乙烯，聚噻吩和聚酰亞胺中的一種或者任意多種混合；熱解處理的各控制條件優(yōu)選如下升溫速度控制為I 10°C /分鐘、1°C /分鐘、10°C /分鐘，升溫至900 1200°C、900°C、1200°C，熱解時(shí)間控制為I 10小時(shí)、I小時(shí)、10小時(shí)，自然冷卻；為進(jìn)一步保證硬碳材料性能，在對(duì)包覆物前軀體進(jìn)行熱解后，可對(duì)硬碳材料進(jìn)行篩分，以保證硬碳基體的平均粒度位于10 15um之間，當(dāng)然，該篩分也可采用其它方法來(lái)替代。實(shí)施例2，步驟一，選取丙烯酸樹(shù)脂放入四氫呋喃溶劑中，進(jìn)行溶解；在形成的丙烯酸樹(shù)脂溶液中加入浙青，進(jìn)行融合而形成裂解前驅(qū)體。在該步驟中，為使實(shí)施例效果達(dá)到最好，該丙烯酸樹(shù)脂優(yōu)選分子量為340 30000的丙烯酸樹(shù)脂，所述浙青加入量?jī)?yōu)選10 500%、10%、500%的比例，溶解而形成的丙烯酸樹(shù)脂和浙青混合溶液中的固含量?jī)?yōu)選為25飛0%、25%、60%，丙烯酸樹(shù)脂和浙青的質(zhì)量比優(yōu)選為1:0. ri:5U:0. 1,1:1:5 ;且為保證硬碳材料的性能，在溶解所述丙烯酸樹(shù)脂時(shí)，優(yōu)選完全溶解，丙烯酸樹(shù)脂和浙青優(yōu)選充分融合。步驟二，對(duì)丙烯酸樹(shù)脂溶液和浙青混合而形成的裂解前驅(qū)體進(jìn)行固化處理；即在丙烯酸樹(shù)脂溶液和浙青混合而形成的裂解前驅(qū)體中加入固化劑；為保證固化處理的效果，在該步驟中，固化劑的加入量?jī)?yōu)選占裂解前驅(qū)體質(zhì)量的f 10%、1%、10%，固化劑優(yōu)選為有機(jī)胺類(lèi)固化劑、無(wú)機(jī)酸類(lèi)固化劑、含磷固化劑、酸酐類(lèi)固化劑、高分子類(lèi)固化劑中的一種或者任意多種混合，固化處理各控制條件優(yōu)選如下固化處理溫度為25 100°c、25°c、10(rc，固化處理時(shí)間視固化溫度而定，優(yōu)選為(T24小時(shí)、大于0小時(shí)、24小時(shí)。把上述經(jīng)過(guò)固化處理后的裂解前驅(qū)體進(jìn)行升溫碳化，而形成碳化物；為保證該碳化物性能，該碳化處理的過(guò)程及控制條件優(yōu)選如下碳化過(guò)程中升溫速度控制為I 10°c /分鐘、1°C /分鐘、I (TC /分鐘而升溫至450 500 0C >450 0C >500 0C，恒溫時(shí)間為I 12小時(shí)、I小時(shí)、12小時(shí)；然后，以升溫速度為I 10°C /分鐘、1°C /分鐘、10°C /分鐘升溫至600 1100°C、600°C、1100°C，進(jìn)行碳化I 12小時(shí)、I小時(shí)、12小時(shí)。步驟三，對(duì)上述步驟所得碳化物進(jìn)行粉碎或破碎處理形成粒狀的硬碳基體；為保證硬碳基體的性能，在該步驟中，可對(duì)粒狀的硬碳基體進(jìn)行篩分，以保證硬碳基體的平均粒度位于10 15um之間，當(dāng)然，該篩分也可省略或采用其它方法來(lái)替代。經(jīng)過(guò)上述各步驟的處理，制得的硬碳基體的各性能參數(shù)如下硬碳基體長(zhǎng)徑比為廣5，平均粒度為10 15um，比表面積為I. 0 8m2/g，壓實(shí)密度為I. 15 I. 35g/cm3,晶體層間距為0. 370 0. 385nm之間；孔徑為0. I 50nm,孔隙率為5% 15%;通過(guò)XRD表征，計(jì)算微晶尺寸晶體基面方向La為25 IOOnm,垂直于基面方向Lc為25 80nm。結(jié)合圖I和圖2以及上述硬碳基體的各性能參數(shù)分析可得出經(jīng)過(guò)上述各步驟處理所制得的硬碳基體的層面結(jié)構(gòu)規(guī)則，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)；該發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和規(guī)則的層面結(jié)、構(gòu)可使硬碳的儲(chǔ)鋰性能和嵌鋰容量大為增加。為進(jìn)一步提高上述所得硬碳基體的性能，本實(shí)施例在步驟四、五中，對(duì)上述硬碳基體進(jìn)行了包覆改性，即在上述所制得的硬碳基體粉粒內(nèi)加入包覆物前驅(qū)體，采用固相包覆法對(duì)所述硬碳基體進(jìn)行表面包覆，當(dāng)然采用液相包覆法也可其到相同的技術(shù)效果；然后對(duì)所述包覆物前軀體進(jìn)行熱解，遂制得本發(fā)明的硬碳材料；為保證硬碳材料的性能，在步驟四中，包覆物前驅(qū)體優(yōu)選占所述硬碳基體質(zhì)量比例的廣30%、1%、30%，所述包覆物前驅(qū)體優(yōu)選為樹(shù)脂或/和浙青，所述樹(shù)脂為丙烯酸樹(shù)脂，聚碳酸酯，酚醛樹(shù)脂，丁苯橡膠，聚丙烯腈，聚苯乙烯，聚噻吩和聚酰亞胺中的一種或者任意多種混合；熱解處理的各控制條件優(yōu)選如下升溫速度控制為I 10°C /分鐘、TC /分鐘、10°C /分鐘而升溫至900 1200°C、90(TC、1200°C，熱解時(shí)間控制為I 10小時(shí)、I小時(shí)、10小時(shí)；為進(jìn)一步保證硬碳材料性能，在對(duì)包覆物前軀體進(jìn)行熱解后，可對(duì)硬碳材料進(jìn)行篩分，以保證硬碳基體的平均粒度位于10 15um之間，當(dāng)然，該篩分也可采用其它方法來(lái)替代。上述為本發(fā)明的兩類(lèi)實(shí)施例，在兩類(lèi)實(shí)施例中，對(duì)所述裂解前驅(qū)體的處理方式是 分別采用蒸干、固化的處理方式來(lái)完成，對(duì)本發(fā)明任一實(shí)施例而言，對(duì)所述裂解前驅(qū)體的處理方式，采用蒸干或者固化均可達(dá)到本發(fā)明要達(dá)到的技術(shù)效果。本發(fā)明的兩類(lèi)實(shí)施例分別以含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物為酚醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂，溶劑為乙醇、四氫呋喃為例來(lái)介紹本發(fā)明的技術(shù)方案；作為優(yōu)選例，本發(fā)明的含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物優(yōu)選為分子量為34(T30000的酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、糠醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂中的一種或任意多種混合；溶解所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物的溶劑優(yōu)選為乙醇、異丙醇，四氫呋喃，N，N-二甲基甲酰胺，二甲基亞砜、甲苯、吡啶中的一種或者任意多種混合；本發(fā)明所采用的浙青材料優(yōu)選為石油浙青、中間相浙青、高溫浙青、煤焦油浙青中的一種或任意多種混合。根據(jù)上述兩類(lèi)實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中的硬碳數(shù)據(jù)，得出以下數(shù)據(jù)指標(biāo)列表
權(quán)利要求
1.一種硬碳材料的制備方法，包括以下步驟 一、在含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物溶液中加入浙青材料形成裂解前驅(qū)體；所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物的分子量為34(T30000，所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物和浙青的質(zhì)量比為1:0. f 1:5，所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物和浙青所形成混合溶液中的固含量為25飛0%; 二、蒸干或固化裂解前驅(qū)體，然后進(jìn)行碳化形成碳化物； 三、將所述碳化物進(jìn)行破碎形成硬碳基體； 四、加入包覆物前驅(qū)體對(duì)所述硬碳基體進(jìn)行表面包覆； 五、熱解所述包覆物前軀體形成硬碳材料。
2.如權(quán)利要求I所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于所述碳化物進(jìn)行破碎形成的硬碳基體長(zhǎng)徑比為廣5，平均粒度為10 15um，比表面積為I. 0 8m2/g，壓實(shí)密度為I.15 I. 35g/cm3，晶體層間距為0. 370 0. 385nm之間；孔徑為0. I 50nm,孔隙率為5% 15%;通過(guò)XRD表征，計(jì)算微晶尺寸晶體基面方向La為25 lOOnm，垂直于基面方向Lc 為 25 80nm。
3.如權(quán)利要求I或2所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物為酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、糠醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂中的一種或任意多種混合。
4.如權(quán)利要求3所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于溶解所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物的溶劑為乙醇、異丙醇，四氫呋喃，N，N-二甲基甲酰胺，二甲基亞砜、甲苯、吡啶中的一種或者任意多種混合。
5.如權(quán)利要求4所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于所述浙青材料為石油浙青、中間相浙青、高溫浙青、煤焦油浙青中的一種或任意多種混合。
6.如權(quán)利要求5所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于所述包覆物前驅(qū)體所占硬碳基體質(zhì)量的廣30% ;所述包覆物前驅(qū)體為樹(shù)脂或/和浙青，所述樹(shù)脂為丙烯酸樹(shù)脂、聚碳酸酯、酚醛樹(shù)脂、丁苯橡膠、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚噻吩和聚酰亞胺中的一種或者任意多種混合。
7.如權(quán)利要求6所述的硬碳材料的制備方法，其特征在于固化所述裂解前驅(qū)體時(shí)所采用的固化劑的加入量占裂解前驅(qū)體質(zhì)量的廣10%，所述固化劑為有機(jī)胺類(lèi)固化劑、無(wú)機(jī)酸類(lèi)固化劑、含磷固化劑、酸酐類(lèi)固化劑、高分子類(lèi)固化劑中的一種或者任意多種混合。
8.—種鋰離子電池，包括正極和負(fù)極，該鋰離子電池負(fù)極涂覆有硬碳材料，其特征在于所述硬碳材料采用以下制備方法制備得到，包括以下步驟 一、在含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物溶液中加入浙青材料形成裂解前驅(qū)體；所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物的分子量為34(T30000，所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物和浙青的質(zhì)量比為1:0. f 1:5，所述含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物和浙青所形成混合溶液中的固含量為25飛0%; 二、蒸干或固化裂解前驅(qū)體，然后進(jìn)行碳化形成碳化物； 三、將所述碳化物進(jìn)行破碎形成硬碳基體； 四、加入包覆物前驅(qū)體對(duì)所述硬碳基體進(jìn)行表面包覆； 五、熱解所述包覆物前軀體形成硬碳材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硬碳材料的制備方法和鋰離子電池，要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高鋰離子電池的嵌鋰容量和可逆容量，大功率充放電性能好。本發(fā)明的硬碳材料的制備方法包括以下步驟在含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物溶液中加入瀝青材料形成裂解前驅(qū)體，碳化形成碳化物，破碎形成硬碳基體，加入包覆物前驅(qū)體進(jìn)行包覆，熱解。本發(fā)明的鋰離子電池，負(fù)極涂覆有硬碳材料，硬碳材料采用以下制備方法制備得到，形成裂解前驅(qū)體，碳化，破碎，包覆，熱解。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)大分子量有機(jī)分子和瀝青的共裂解，合成具備發(fā)達(dá)的孔隙率和高度有序的硬碳材料，有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉，適用于需求高容量、低溫條件和大功率放電的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H01M4/62GK102723492SQ20121021850
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者劉祥, 岳敏, 汪福明, 肖洋, 黃友元 申請(qǐng)人:深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司