一种碳膜锂离子电池负极及生产方法，碳膜既可以作为负极集流体又可以作为负极活性物质。所述碳膜可以是中间相碳膜，即有机高分子材料在800℃到2000℃碳化形成的碳膜，碳含量在90%以上；也可以是石墨膜，中间相碳膜在2000℃以上高温石墨化形成的石墨膜，碳含量在99%以上；还可以是复合碳膜，中间层为石墨，外层为中间相碳。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，碳膜既可以作为负极集流体又可以作为负极活性物质。所述碳膜可以是中间相碳膜，即有机高分子材料在800℃到2000℃碳化形成的碳膜，碳含量在90%以上；也可以是石墨膜，中间相碳膜在2000℃以上高温石墨化形成的石墨膜，碳含量在99%以上；还可以是复合碳膜，中间层为石墨，外层为中间相碳。【专利说明】
本专利技术涉及到锂离子电池，特别是锂离子电池的负极。
技术介绍
锂离子电池的负极主要包括负极集流体、负极活性物质、粘结剂、负极添加剂。负极集流体一般为铜箔，负极活性物质一般为碳材料，粘结剂一般为有机高分子粘结剂，添加剂一般为导电剂。其中只有负极活性物质参与电池充放电化学过程，其他物质都只有辅助功能。提高锂离子电池的比能量需要提高锂离子电池负极的质量比容量，负极集流体铜箔所占的质量比重过大，不利于锂离子电池负极的质量比容量的提升。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的锂离子电池负极，不需要铜集流体，可以大大提升锂离子电池负极的质量比容量，进而提高锂离子电池的质量比能量。本专利技术采用碳膜作为锂离子电池的负极，碳膜既可以作为负极集流体又可以作为负极活性物质。所述碳膜可以是中间相碳膜，即有机高分子材料在800 °C到2000 0C碳化形成的碳膜，碳含量在90%以上;也可以是石墨膜，中间相碳膜在2000°C以上高温石墨化形成的石墨膜，碳含量在99%以上;还可以是复合碳膜，中间层为石墨，外层为中间相碳。中间相碳膜负极的生产流程主要包括碳源原料在高温高密度的液体表面形成碳源原料薄层，碳源原料薄层加热到800°C?2000°C碳化形成固体碳膜，固体碳膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。所述碳源原料可以是石油沥青，也可以是煤沥青，还可以是其他有机高分子材料。所述高温高密度液体可以是熔融金属，如锡、铅、铅锡合金等;也可以是熔融无机化合物，如硅酸钠、氧化钾、硝酸钾等;还可以是熔融无机混合物，如熔融盐、熔融玻璃等。石墨膜负极的生产流程主要包括碳源原料在高温高密度的液体表面形成碳源原料薄层;碳源原料薄层加热，在800°C?2000°C碳化形成固体碳膜;固体碳膜进一步加热，在2000°C以上高温石墨化形成的石墨膜;石墨膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。所述碳源原料可以是石油沥青，也可以是煤沥青，还可以是其他有机高分子材料。所述高温高密度液体可以是熔融金属，如锡、铅、铅锡合金等;也可以是熔融无机化合物，如硅酸钠、氧化钾、硝酸钾等;还可以是熔融无机混合物，如熔融盐、熔融玻璃等。复合碳膜负极的生产流程主要包括碳源原料在高温高密度的液体表面形成碳源原料薄层;碳源原料薄层加热，在800°C?2000°C碳化形成固体碳膜；固体碳膜进一步加热，在2000 °C以上高温石墨化形成的石墨膜;在石墨膜的两面涂覆碳源原料，涂覆碳源原料的石墨膜重新加热，涂覆碳源原料在800°C?2000°C碳化与石墨膜形成复合碳膜;复合碳膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。所述碳源原料可以是石油沥青，也可以是煤沥青，还可以是其他有机高分子材料或它们的组合。所述高温高密度液体可以是熔融金属，如锡、铅、铅锡合金等;也可以是熔融无机化合物，如硅酸钠、氧化钾、硝酸钾等;还可以是熔融无机混合物，如熔融盐、熔融玻璃等。一种锂离子电池，主要由正极、负极、隔膜、电解液及外壳组成。正极可以是钴酸锂正极也可以是磷酸铁锂正极，还可以是三元材料正极或者锰酸锂正极；负极为碳膜负极，碳膜可以是中间相碳膜也可以是石墨相碳膜，还可以是复合碳膜。【附图说明】附图1为复合碳膜的示意图，其中11—石墨层，12—中间相层。附图2为石墨碳膜负极生产流程的示意图，其中31—碳源原料投入生产，32—碳源原料在高温高密度液体表面形成碳源原料液体薄层，33—碳源原料液体薄层加热碳化形成中间相碳膜，34—中间相碳膜加热高温石墨化形成石墨化碳膜，35—石墨化碳膜的取出，36—石墨化碳膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。附图3为复合碳膜负极生产流程的示意图，其中51—石墨碳膜投入生产，52—碳源原料在石墨碳膜上涂覆，53—涂覆的碳源原料加热碳化与石墨碳膜一起形成复合碳膜，54—复合碳膜的取出，55—复合碳膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。【具体实施方式】实施例一 将石油沥青加到融液槽，石油沥青在融液槽的熔锡表面形成沥青薄层;沥青薄层加热在1000°C左右碳化，形成中间相碳膜；中间相碳膜进一步加热，在2000°C以上高温石墨化形成的石墨膜;石墨膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。实施例二 将煤沥青加到融液槽，煤沥青在融液槽的恪铅表面形成沥青薄层；沥青薄层加热在1000°C左右碳化，形成中间相碳膜；中间相碳膜进一步加热，在2000°C以上高温石墨化形成的石墨膜;石墨膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。实施例三 将石油沥青加到融液槽，石油沥青在融液槽的熔锡表面形成沥青薄层;沥青薄层加热在2000°C左右碳化形成碳膜;碳膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。实施例四 将石油沥青加到融液槽，石油沥青在融液槽的熔锡表面形成沥青薄层;沥青薄层加热在1000°C左右碳化，形成中间相碳膜；中间相碳膜进一步加热，在2000°C以上高温石墨化形成的石墨膜;在石墨膜的两面涂覆粘胶，涂覆粘胶的石墨膜重新加热，粘胶在1000°c碳化与石墨膜一起形成复合碳膜;复合碳膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。实施例五 将煤石油沥青加到融液槽，煤沥青在融液槽的熔铅表面形成沥青薄层;沥青薄层加热在1000°C左右碳化，形成中间相碳膜；中间相碳膜进一步加热，在2000°C以上高温石墨化形成的石墨膜;在石墨膜的两面涂覆煤沥青，涂覆沥青的石墨膜重新加热，沥青在1000°c碳化与石墨膜一起形成复合碳膜;复合碳膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。实施例六 将石油沥青加到融液槽，石油沥青在融液槽的熔锡表面形成沥青薄层;沥青薄层加热在1000°C左右碳化，形成中间相碳膜；中间相碳膜进一步加热，在2000°C以上高温石墨化形成的石墨膜;在石墨膜的两面涂覆粘胶，涂覆粘胶的石墨膜重新加热，粘胶在1000°c碳化与石墨膜一起形成复合碳膜;复合碳膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。复合碳膜锂离子电池负极与锰酸锂锂离子电池正极及隔膜、电解液、外壳一起装配成锂离子电池。实施例七 将石油沥青加到融液槽，石油沥青在融液槽的熔锡表面形成沥青薄层;沥青薄层加热在1000°C左右碳化，形成中间相碳膜；中间相碳膜进一步加热，在2000°C以上高温石墨化形成的石墨膜;石墨膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。石墨碳膜锂离子电池负极与磷酸铁锂锂离子电池正极及隔膜、电解液、外壳一起装配成锂离子电池。实施例八 将煤沥青加到融液槽，煤沥青在融液槽的恪铅表面形成沥青薄层；沥青薄层加热在1000°C左右碳化，形成中间相碳膜；中间相碳膜进一步加热，在2000°C以上高温石墨化形成的石墨膜;石墨膜按一定的形状与尺寸加工成锂离子电池负极。石墨碳膜锂离子电池负极与三元锂离子电池正极及隔膜、电解液、外壳一起装配成锂离子电池。实施例九 将煤沥青加到融液槽，煤沥青在融液槽的恪锡表面形成沥青薄层；沥青薄层加热在1000°C左本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳膜锂离子电池负极，其特征在于碳膜既是负极活性物质同时又是负极集流体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周虎，周思齐，
申请(专利权)人：周虎，
类型：发明
国别省市：北京;11
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