一种改性硬炭负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性硬炭负极材料的制备方法，包括如下步骤：将酚单体溶解于去离子水中，调节PH为碱性，记为A溶液；向A溶液中加入一定比例的醛单体，搅拌均匀得到B溶液，并通过缩聚反应得到酚醛树脂凝胶；将酚醛树脂凝胶放入加热反应釜内并在50～80℃温度下进行交联老化反应，降温至室温进行真空干燥和粗碎处理得到酚醛树脂；将酚醛树脂在惰性气体保护下在500～800℃温度下进行预碳化处理，温度降至室温后经粉碎得到硬炭前驱体；将活性锂化物负载到硬炭前驱体中，再在惰性气体保护下在1000～1350℃温度下碳化处理，温度降至室温后过筛即得改性硬炭。该制备方法制得的改性硬炭负极材料具有高可逆比容量、高充放电效率。

A modified hard carbon anode material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种改性硬炭负极材料及其制备方法
本专利技术涉及电池的
，特别涉及一种改性硬炭负极材料及其制备方法。
技术介绍
硬炭作为典型的无定形炭，具有较宽的嵌锂电位和远高于石墨的Li+扩散系数，因此具有优异的安全性、倍率特性和循环特性，因而得到全球各主要负极材料生产销售企业的重点关注。硬炭负极材料是未来锂离子电池负极材料的重要发展方向之一，其高容量、高功率、低温性能好的特性，适合于启停电源、电动汽车、电动工具等多个领域。然而，目前国内硬炭负极材料整体开发进度缓慢，至今没有成熟产品推向市场，主要归因于材料的性能不达标，不能满足下游电芯制作和应用的实际需要。硬炭作为一种难石墨化的热解碳，其可逆容量、首次充放电效率及其他粉体性能受前驱体和工艺的影响极大，批次一致性难以控制。此外，受制于工艺影响，硬炭的比表面积大，易吸附水及其他小分子物质，导致电化学反应趋于复杂化和不可逆化，从而严重影响以其为锂离子电池负极材料的电池性能。当前，硬炭材料大多采用高分子聚合物为原料，导致制备成本高、污染大、灰分难以控制的缺点。为了克服上述问题，最有效的方法是采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将酚单体溶解于去离子水中，调节PH为碱性，记为A溶液；(2)向A溶液中加入一定比例的醛单体，搅拌均匀得到B溶液，并通过缩聚反应得到酚醛树脂凝胶；(3)将所述酚醛树脂凝胶放入加热反应釜内并在50～80℃温度下进行交联老化反应，交联老化反应时间为4～12小时，降温至室温进行真空干燥和粗碎处理得到酚醛树脂；(4)将所述酚醛树脂在惰性气体保护下在500～800℃温度下进行预碳化处理，所述预炭化时间为0.5～6小时，温度降至室温后经粉碎得到硬炭前驱体；(5)将活性锂化物负载到所述硬炭前驱体中，再在惰性气体保护下在1000～1350℃温度...

【技术特征摘要】
1.一种改性硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将酚单体溶解于去离子水中，调节PH为碱性，记为A溶液；(2)向A溶液中加入一定比例的醛单体，搅拌均匀得到B溶液，并通过缩聚反应得到酚醛树脂凝胶；(3)将所述酚醛树脂凝胶放入加热反应釜内并在50～80℃温度下进行交联老化反应，交联老化反应时间为4～12小时，降温至室温进行真空干燥和粗碎处理得到酚醛树脂；(4)将所述酚醛树脂在惰性气体保护下在500～800℃温度下进行预碳化处理，所述预炭化时间为0.5～6小时，温度降至室温后经粉碎得到硬炭前驱体；(5)将活性锂化物负载到所述硬炭前驱体中，再在惰性气体保护下在1000～1350℃温度下碳化处理，所述碳化时间为1～6小时，温度降至室温后过筛即得改性硬炭。


2.根据权利要求1所述的改性硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述酚单体为带有1个及以上酚羟基的芳香化合物，优选苯酚、间苯二酚、邻苯二酚和间苯三酚中的1种或至少2种的组合；所述A溶液的pH值大于7。


3.根据权利要求1所述的改性硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述醛单体为含有1个及以上醛基的化合物，优选甲醛、苯甲醛、糠醛、对苯二甲醛中的1种或至少2种的组合；所述醛单体与酚单体的摩尔比为1～3:1。


4.根据权利要求1所述的改性硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌速率不低于100rpm，搅拌时间为0.5～1小时；所述缩聚反应的温度为40～60℃，所述缩聚反应时间为2～8小时。


5.根据权利要求1所述的改性硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述真空干燥是在真空干燥箱中处理，所述干燥温度为80～120℃，所述干燥时间为4～12h；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：仰永军，葛传长，
申请(专利权)人：广东凯金新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44