一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料及其液相制备方法技术

本发明专利技术涉及锂电池领域，公开了一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料及其液相制备方法。本发明专利技术是以硬碳碳源在炭化后于负极基材表面形成硬碳碳层，以硼氧化合物在高温下分解产生氧化硼，在高温下在负极基材表面形成硼碳键以及硼碳氧键等复合结构。一方面，硬碳相比与其他负极材料有较大的层间距，具有较好的倍率充放电性能，通过硬碳包覆，能够提高负极材料的大倍率充放电性能。另一方面，通过将硼掺入负极材料中，由硼原子取代其他负极材料中碳原子在晶格中的位置，而硼原子本身相比与碳原子有更大的原子半径，导致负极材料的层间距增大，从而增大材料的倍率性能。

A Hard Carbon Coated Anode Material Modified by Boron Doping with High Rate Property and Its Liquid Phase Preparation Method

The invention relates to the field of lithium batteries, and discloses a boron doped modified hard carbon coated negative electrode material with high rate performance and a liquid phase preparation method. The invention is to form a hard carbon layer on the surface of the negative base material after carbonization of hard carbon source, to decompose boron oxide to produce boron oxide at high temperature, and to form boron-carbon bonds and boron-carbon-oxygen bonds on the surface of the negative base material at high temperature. On the one hand, hard carbon has larger interlayer spacing and better rate charge-discharge performance than other anode materials. The high rate charge-discharge performance of the anode materials can be improved by hard carbon coating. On the other hand, by incorporating boron into the anode material, boron atom replaces the carbon atom in the lattice of other anode materials, and boron atom has larger atomic radius than carbon atom itself, which leads to the increase of the interlayer spacing of the anode material and thus enhances the material's rate performance.

【技术实现步骤摘要】
一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料及其液相制备方法
本专利技术涉及锂电池领域，尤其涉及一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料及其液相制备方法。
技术介绍
近年来，随着对电动大巴、手机快充锂电池等动力类电池储能设备的需求不断增长，能源领域特别是锂离子电池和超级电容器吸引了人们的广泛关注。目前工业上广泛应用的锂离子电池负极材料是石墨碳材料，目前对高倍率负极材料的充电倍率要求通常为4C或者5C充放电，动力大巴类的动力类储能电池甚至会要求负极材料能够满足10C、20C乃至更高倍率的脉冲充放电。石墨负极材料具有优异的导电性、良好的化学稳定性，是作为锂离子电池活性材料的理想碳基体。但石墨材料的倍率性能一般，难以满足过高倍率充放电的要求。目前高倍率动力类锂电池使用的负极材料主要是硬碳材料，但硬碳本身成本较高价格昂贵，且首效过低，容量较低，难以大规模应用。因此，有必要开发出更多新的具有出色高倍率性能的锂离子负极材料。
技术实现思路
本专利技术为了简化负极材料的制备方法，能够有效的提高负极材料的倍率性能，提供了一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料及其液相制备方法。主要是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料，其特征在于：具有核壳结构，核材料为负极基材，壳材料为包覆于负极基材表面的由硬碳碳源为前驱体形成的硬碳层；负极基材表面和硬碳层上还掺杂有由硼化合物为前驱体形成的硼元素；负极材料制备过程中，所述硼化合物、硬碳碳源和负极基材的质量比为0.1~15:1~30:100。

【技术特征摘要】
1.一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料，其特征在于：具有核壳结构，核材料为负极基材，壳材料为包覆于负极基材表面的由硬碳碳源为前驱体形成的硬碳层；负极基材表面和硬碳层上还掺杂有由硼化合物为前驱体形成的硼元素；负极材料制备过程中，所述硼化合物、硬碳碳源和负极基材的质量比为0.1~15:1~30:100。2.如权利要求1所述的一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料，其特征在于，所述硼化合物、硬碳碳源和负极基材的质量比为0.5~5:5~15:100。3.如权利要求1所述的一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料，其特征在于，所述硬碳碳源选自石油树脂、酚醛树脂、古马隆树脂、PVA、PVC中的至少一种；硬碳碳源的中值粒径为0.05~20微米。4.如权利要求1所述的一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料，其特征在于，所述负极基材选自人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳或硅基负极材料中的至少一种。5.如权利要求1所述的一种具有高倍率性能的硼掺杂改性的硬碳包覆负极材料，其特征在于，所述硼化合物选自硼酸，氧化硼，四苯硼酸，四苯硼酸钠中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朗，蔡新辉，赵苏平，袁旭，闻世杰，刘锐剑，吕猛，胡博，
申请(专利权)人：湖州创亚动力电池材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33