一种硬炭材料及其制备方法和应用、锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种硬炭材料及其制备方法和应用、锂离子电池。该硬炭材料包括硬炭和导电剂；导电剂分散在硬炭的内部；导电剂的含量为0.1～20％；百分比为导电剂在硬炭材料中的质量百分比。本发明专利技术中的硬炭材料电阻率较低，材料整体电阻率均匀，用作锂离子电池负极材料时，可逆容量高，大电流性能较好，循环性能优异；且制备方法简单。且制备方法简单。且制备方法简单。

【技术实现步骤摘要】
一种硬炭材料及其制备方法和应用、锂离子电池


[0001]本专利技术涉及一种硬炭材料及其制备方法和应用、锂离子电池。

技术介绍

[0002]石墨负极材料的容量稳定、效率较高、电压平台较低，因此传统的锂离子电池中一般都采用石墨负极材料。但是由于石墨负极材料中石墨片层间距较小，且晶粒尺寸较大，锂离子在石墨负极材料中的扩散只能沿着特定的方向和路径进行；并且锂离子在石墨晶格间的迁移阻力较大，由此导致了锂离子电池的动力学性能不足且难以应用于大电流持续的充放电环境。
[0003]而硬炭材料的微观结构不同于石墨材料，硬炭材料主要由短程有序的石墨微晶区域、取向有序区域、取向乱序区域、以及乱序堆积形成的微孔组成。因此锂离子在硬炭材料中的扩散近似于各向同性，扩散阻力小，扩散速率较快。而且硬炭材料中短程有序的石墨微晶的层间距远大于石墨的0.3354nm，因此锂离子在硬炭中的迁移阻力较低，更有利于锂离子在硬炭材料中的快速迁移和扩散。此外，将硬炭材料用于锂离子电池负极材料时，具有较高的电化学电位和负的析锂电位，使得硬炭材料作为负极的锂离子电池安全性较高。由此可见，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬炭材料，其包括硬炭和导电剂；所述导电剂分散在所述硬炭的内部；所述导电剂的含量为0.1～20％；百分比为所述导电剂在所述硬炭材料中的质量百分比。2.如权利要求1所述的硬炭材料，其特征在于，所述导电剂为碳纳米管、石墨烯、导电石墨、超薄鳞片石墨、石墨微粉、氧化钌和乙炔黑中的一种或多种；优选为碳纳米管、石墨微粉和超薄鳞片石墨中的一种或多种；更优选为碳纳米管和超薄鳞片石墨；较佳地，所述导电剂为碳纳米管和超薄鳞片石墨，所述碳纳米管和所述超薄鳞片石墨的质量比优选为1：(1～100)；较佳地，所述导电剂为碳纳米管和石墨微粉，所述碳纳米管和所述石墨微粉的质量比优选为1：(1～100)；所述石墨微粉的粒径D50优选为5μm以下；所述超薄鳞片石墨的粒径D50优选为10μm以下；和/或，所述导电剂的含量为0.1～10％；例如0.1～2％，或者，2～10％；百分比为所述导电剂在所述硬炭材料中的质量百分比；较佳地，所述导电剂为碳纳米管和/或石墨烯，所述导电剂的含量优选为0.1～2％，百分比为所述导电剂在所述硬炭材料中的质量百分比；较佳地，所述导电剂为导电石墨，所述导电剂的含量优选为2～10％，百分比为所述导电剂在所述硬炭材料中的质量百分比。3.一种硬炭材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将硬炭原料混合、熔融制得硬炭前驱体，再将硬炭前驱体依次进行氧化固化处理和炭化处理，即可；其中，所述硬炭原料包括沥青和导电剂；所述导电剂的含量为0.1～20％；百分比为按照所述硬炭原料的残炭值计，所述导电剂在所述硬炭原料中的质量百分比。4.如权利要求3所述的硬炭材料的制备方法，其特征在于，所述沥青为石油沥青或煤焦油沥青；所述沥青的软化点优选为200～320℃，例如220℃或250℃；和/或，所述混合包括将所述导电剂与分散剂混合后得到导电剂分散液，再将所述导电剂分散液与所述沥青混合；所述分散剂优选为四氢呋喃或N,N二甲基甲酰胺；较佳地，所述导电剂为碳纳米管，所述分散剂为四氢呋喃；其中，所述碳纳米管质量比优选为0.1～3％，更优选为1％；百分比为所述碳纳米管在所述导电剂分散液中的质量百分比；和/或，所述熔融的温度为高于所述沥青的软化点以上的50～160℃；和/或，所述熔融后，还包括冷却至室温的步骤；和/或，所述硬炭前驱体的粒径D50为20μm以下，所述硬炭前驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘福森，曾繁俊，范拯华，王晓阳，陈兵帅，沈龙，张秀云，
申请(专利权)人：宁波杉杉新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：