The invention relates to the field of carbon materials, in particular to an amorphous carbon material and a preparation method and application thereof. The amorphous carbon material has the following characteristics: (1) the true density p of the amorphous carbon material and the interlayer spacing D 002 obtained by powder XRD spectrum analysis conform to the following relationships: (2) the layers D 002, Lc and La obtained by powder XRD spectrum analysis conform to the following relationships: Lc * D 002 < 0.58, and 100 X (Lc/La2) x d0023 is less than 0.425, and the unit of Rho is g/cm3, D002, Lc and La are all nm. The amorphous carbon material prepared by the invention has good heat transfer performance and can provide higher battery capacity.
【技术实现步骤摘要】
无定形碳材料及制备方法与用途
本专利技术涉及碳材料领域,具体涉及一种无定形碳材料及制备方法与用途。
技术介绍
在二次电池,特别是锂离子二次电池领域,石墨材料因其具有电子电导率高、层状结构在嵌锂前后体积变化小、嵌锂容量高和嵌锂电位低等特点,成为目前主要的商业化锂离子电池负极材料。随着二次电池技术的发展,对于负极材料的要求不断提高,无定形碳材料逐渐引起关注。无定形碳材料具有层间距较大、与电解液相容性好、锂离子在其中的扩散速率较快、传热能力好等优点,因此在电动车、调频调峰电网和大规模储能领域具有广阔的应用前景。CN105720233A公开了一种锂离子电池负极用碳材料,以及制备锂离子电池负极用碳材料的方法,该方法包括:将煤液化残渣进行聚合;将聚合产物进行稳定化,将稳定化产物进行碳化。CN104681786A公开了一种由煤基材料石墨化内层、中间层及分布于表面的外层组成的煤基负极材料,以及制备该煤基负极材料的方法。所述制备方法包括:将煤基材料经过粉碎处理;再加入粘结剂,或粘结剂和改性剂混合;然后进行压型、高温石墨化。该材料的平均粒径D50为2-40μm,d002为0.335-0.337nm,比表面积为1-30m2/g,固定碳含量为≥99.9%,真密度为≥2g/cm3。CN105185997A公开了一种钠离子二次电池负极材料及其制备方法和用途。所述材料为无定形碳材料,以煤炭和硬碳前驱体为原料,加入溶剂后机械混合,干燥,然后在惰性气氛下经交联、固化、裂解制备而成。所述材料的平均粒径为1-50μm,d002为0.35-0.42nm,Lc为1-4nm,La为3-5nm。以上专 ...
【技术保护点】
1.一种无定形碳材料,其特征在于,(1)该无定形碳材料的真密度ρ和通过粉末XRD谱分析获得的层间距d002符合如下关系式:100×ρ×d002≥70 式(I);(2)该无定形碳材料通过粉末XRD谱分析获得的层间距d002、La和Lc符合如下关系式:Lc×d002≤0.58 式(II),和100×(Lc/La2)×d0023≤0.425 式(III);其中,ρ的单位是g/cm3,d002、Lc和La的单位均为nm。
【技术特征摘要】
1.一种无定形碳材料,其特征在于,(1)该无定形碳材料的真密度ρ和通过粉末XRD谱分析获得的层间距d002符合如下关系式:100×ρ×d002≥70式(I);(2)该无定形碳材料通过粉末XRD谱分析获得的层间距d002、La和Lc符合如下关系式:Lc×d002≤0.58式(II),和100×(Lc/La2)×d0023≤0.425式(III);其中,ρ的单位是g/cm3,d002、Lc和La的单位均为nm。2.根据权利要求1所述的无定形碳材料,其中,100×ρ×d002≤120,优选100×ρ×d002≤100,更优选100×ρ×d002≤90,最优选100×ρ×d002≤86。3.根据权利要求1或2所述的无定形碳材料,其中,Lc×d002≥0.1,优选Lc×d002≥0.3,更优选Lc×d002≥0.4。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的无定形碳材料,其中,100×(Lc/La2)×d0023≥0.1,优选100×(Lc/La2)×d0023≥0.2,更优选100×(Lc/La2)×d0023≥0.25。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的无定形碳材料,其中,所述无定形碳材料的热扩散系数≥0.09mm2·s-1,优选热扩散系数≥0.095mm2·s-1,更优选热扩散系数≥0.1mm2·s-1。6.根据权利要求1所述的无定形碳材料,其中,所述无定形碳材料是粒径D50为2-50μm,优选3-40μm,更优选5-30μm的粉末形式。7.一种制备权利要求1-6中任意一项所述无定形碳材料的方法,其特征在于,该方法包括:(1)提供碳元素含量>70%的含碳材料粉末;(2)将所述含碳材料粉末与含有表面活性剂的水溶液混合,然后进行相分离,并干燥所得固体,得到干燥粉末;(3)在真空或惰性气氛下对所述干燥粉末进行碳化。8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述含碳材料粉末的平均粒径D50为1-100μm,优选为2...
【专利技术属性】
技术研发人员:潘广宏,梁文斌,唐堃,田亚峻,康丹苗,段春婷,张开周,康利斌,王璐璘,卫昶,
申请(专利权)人:国家能源投资集团有限责任公司,北京低碳清洁能源研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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