Hard carbon anode material and its manufacturing method and battery making method. Hard carbon anode material is made of porous ultrafiltration membrane waste material. After removing impurities from porous ultrafiltration membrane waste material, hard carbon anode material is obtained by pyrolysis through pretreatment, pre-carbonization, carbonization and post-treatment. The ratio of hard carbon anode material to binder PVDF and conductive carbon black is 93:5:2 according to the mass ratio. The samples were evenly dispersed in N, N' The pore structure of the waste material used in the invention makes the prepared hard carbon anode material have excellent electrochemical performance, high discharge capacity, high Coulomb efficiency in the first week, low cost and excellent cost and performance advantages.
【技术实现步骤摘要】
硬碳负极材料及其制作方法及利用其制作电池的方法
本专利技术属于电池制作领域,尤其涉及硬碳负极材料及其制作方法及利用其制作电池的方法。
技术介绍
针对国内环境问题,尤其是空气质量问题日益严峻,汽车尾气对大气的污染已不容忽视,随着我国的汽车保有量呈逐年急剧上升,以电动汽车和混合动力汽车为主的新能源汽车将迎来蓬勃发展期,对高性能的电池负极材料的需求也日益增长。针对这一需求,实现优质的锂离子电池负极材料规模化制备就显得尤为重要。目前,锂离子电池的负极材料主要是石墨,但其不能大倍率的充放电,而硬碳具有较高的能量密度及不可替代的低温倍率性能,是具有潜力的开发方向。硬碳是指难石墨化碳材料,以无定形区为主,部分碳层杂乱排列,无序堆积形成缺陷和纳米孔结构,形成相互交联结构。硬碳材料相互交错的层状结构有利于碱金属离子从各个方向嵌入与脱出,提高充放电速度。硬碳材料具有比石墨更大的层间距,有利于离子在其中的嵌入与脱出,尤其对尺寸较大的钠离子。硬碳材料的纳米微孔结构可以提供储锂活性位,增加了硬碳材料的比容量。因此作为储锂和储钠碳负极材料,硬碳比容量高,大倍率充放电性能较好、循环寿命较长等优点。基于硬碳在低温高倍率方面的优异性能,硬碳主要应用于动力电池、储能电池和超高功率器件方面。如目前已有不少HEV动力锂电池企业在采用硬碳作为负极材料。硬碳的主要制备工艺有热解法和溶液法。商业化生产实施方面,目前已知较多的企业采用高温热解工艺。沥青类材料虽然残碳率很高,原料来源广泛,但是其本身是一种混合物,组成复杂,在材料制备过程中批次之间容易出现偏差,产品质量不均一,且沥青在处理过程中易产生污染性 ...
【技术保护点】
1.一种硬碳负极材料的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、去杂处理:将多孔超滤膜废旧料先后经过溶剂洗、酸洗和水洗进行去杂处理;S2、前处理:将经S1步骤进行去杂处理后的多孔超滤膜废旧料放入高纯氮气进行置换,置换时间≥0.5h,后进行程序升温处理,升温速率为1‑10℃/min,待室温逐渐升至220‑260℃后保温0.5h‑1h;S3、预碳化处理:将经步骤S2处理的多孔超滤膜废旧料继续进行程序升温,逐步升温至600‑800℃,升温速率为1‑10℃/min,升温后保温0.5h‑1.5h,处理过程中保持微正压;S4、高温碳化处理:将经步骤S3处理的多孔超滤膜废旧料经逐步升温至900‑1500℃,升温速率为1‑10℃/min,升温后保温0.5h‑2h,处理过程中保持微正压,高温碳化处理完成后得到硬碳负极材料。
【技术特征摘要】
1.一种硬碳负极材料的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、去杂处理:将多孔超滤膜废旧料先后经过溶剂洗、酸洗和水洗进行去杂处理;S2、前处理:将经S1步骤进行去杂处理后的多孔超滤膜废旧料放入高纯氮气进行置换,置换时间≥0.5h,后进行程序升温处理,升温速率为1-10℃/min,待室温逐渐升至220-260℃后保温0.5h-1h;S3、预碳化处理:将经步骤S2处理的多孔超滤膜废旧料继续进行程序升温,逐步升温至600-800℃,升温速率为1-10℃/min,升温后保温0.5h-1.5h,处理过程中保持微正压;S4、高温碳化处理:将经步骤S3处理的多孔超滤膜废旧料经逐步升温至900-1500℃,升温速率为1-10℃/min,升温后保温0.5h-2h,处理过程中保持微正压,高温碳化处理完成后得到硬碳负极材料。2.如权利要求1所述的一种硬碳负极材料的制作方法,其特征在于:所述S4步骤得到硬碳负极材料还需经过步骤S5处理,所述步骤S5具体包括为将硬碳负极材料顺次经过酸或碱处理、球磨处理、分级和干燥处理,所述碱处理为将氢氧化钾或氢氧化钠中配成浓度为0.5wt%-10wt%的水溶液,将硬碳负极材料在上述水溶液中先浸泡1-3h,再搅拌1-4h,后进行水洗调节,待pH值为中性后再于90-120℃下烘干;所述球磨处理为干磨处理,球料比5:1-15:1,球磨速率200-1000r/min,球磨时间60min-4h;所述分级处理包括筛式分级、湿式分级及干式分级;所述干燥处理为真空干燥,干燥温度100-130℃,干燥时间6-24h。3.如权利要求1所述的一种硬碳负极材料的制作方法,其特征在于:所述S4步骤得到硬碳负极材料还需经过步骤S5处理,所述步骤S5具体包括为将硬碳负极材料顺次经过酸或碱处理、球磨处理、分级和干燥处理,所述碱处理为将氢氧化钾或氢氧化钠中配成浓度为2wt%-wt10%的水溶液,将硬碳负极材料在上述水溶液中先浸泡1-3h,再搅拌1-4h,后进行去离子水洗调节,待pH值为中性后再于90-120℃下烘干;所述水洗处理为将经酸或碱处理的硬碳负极材料用去离子水进行水洗,直到pH值为6-7左右,再于1...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘佩珍,戴曛晔,吕新坤,陈桃,刘晏君,
申请(专利权)人:重庆云天化瀚恩新材料开发有限公司,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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