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一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用技术

技术编号:20548772 阅读:48 留言:0更新日期:2019-03-09 21:15
本发明专利技术公开了一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用。该复合材料具有核壳结构,内核为鳞片石墨和微晶石墨混合石墨,外壳为氮掺杂碳层。其制备方法为:将沥青与鳞片石墨和微晶石墨通过湿法球磨处理后,干燥,得到沥青包覆混合石墨;沥青包覆混合石墨与氮源混合均匀后,置于含氮气体气氛下进行热处理,即得具有丰富活性位点和良好结构稳定性的氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料,将其作为锂离子电池负极材料表现出优异的电化学性能,不但具有高可逆比容量,还表现出更好的循环稳定性。该方法采用部分微晶石墨替代鳞片石墨为原料,原料成本降低,经济效益高,适合工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用
本专利技术涉及一种碳复合材料,具体涉及一种低石墨化的高氮掺杂碳包覆高石墨化的混合石墨的复合材料及其制备方法和作为锂离子碳负极材料的应用,属于二次电池领域。
技术介绍
石墨为一种层状结构的材料,其碳原子呈六角形排列,其层间距为0.335nm。石墨具有良好的耐高温性、导电导热性、润滑性和可塑性,被广泛的应用于各个领域。然而,随着我国经济和科技的快速发展,我国石墨制品的消耗保持快速增长,导致天然鳞片石墨资源越来越少。微晶石墨是由许多随机取向的微小晶体聚集而成,化学性质稳定,不受强酸碱影响,具有一系列的优点,如耐高温、传热、导电、润滑及可塑性等;应用领域十分广泛,主要用于铸造、碳素制品、铅笔、颜料、耐火材料、冶炼、增碳剂、铸造保护渣、涂抹和电池负极材料等领域。湖南省郴州市鲁塘矿区拥有非常丰富的混合石墨储量,且固定碳的含量很高,因此混合石墨在锂离子中的应用具有非常广阔的前景。微晶石墨在电池领域中的应用主要是作为锂离子电池负极材料使用。微晶石墨作为锂离子电池负极材料具有成本低廉、导电性好,理论嵌锂容量高、充放电电位低等优势,但存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料,其特征在于:具有核壳结构,内核为鳞片石墨和微晶石墨混合石墨,外壳为氮掺杂碳层。

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料,其特征在于:具有核壳结构,内核为鳞片石墨和微晶石墨混合石墨,外壳为氮掺杂碳层。2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料,其特征在于:所述氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料的粒径为0.5~10μm;所述氮掺杂碳层的厚度为5~50nm;所述氮掺杂碳层的氮含量为5wt%~20wt%;所述氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料的比表面积为2~10m2/g。3.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料,其特征在于:鳞片石墨和微晶石墨的质量比为1~9:1~9。4.权利要求1~3任一项所述一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:1)将沥青与鳞片石墨和微晶石墨通过湿法球磨处理后,干燥,得到沥青包覆混合石墨;2)将所述沥青包覆混合石墨与氮源混合均匀后,置于含氮气体气氛下进行热处理,即得。5.根据权利要求4所述的一种氮掺杂碳包覆混合石墨复合材料的制备方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:张治安胡均贤王大鹏赖延清张凯李劼
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:湖南,43

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