掺氮中间相碳微球及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于锂离子电池材料技术领域，公开了一种掺氮中间相碳微球及其制备方法和应用，掺氮中间相碳微球包括中间相碳微球和氮元素，氮元素掺杂于中间相碳微球的片层结构中，其制备方法是将沥青加热至半凝固态，再通入萘蒸汽，得到各向同性沥青，对各向同性沥青进行热缩聚反应，冷却，再进行萃取，取萃取液进行过滤、清洗和烘干，得到中间相碳微球，将中间相碳微球、缺陷引入剂和极性溶剂混匀，烘干，烧结，得到带缺陷的中间相碳微球，将带缺陷的中间相碳微球和氨水混合并加热反应，过滤，清洗滤渣，得到掺氮中间相碳微球。通过本发明专利技术合成的掺氮中间相碳微球材料能够极大地提高材料的均一性，具有优异的充放电容量和结构稳定性。具有优异的充放电容量和结构稳定性。具有优异的充放电容量和结构稳定性。

【技术实现步骤摘要】
掺氮中间相碳微球及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池材料
，具体涉及一种掺氮中间相碳微球及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]数码终端产品的大屏幕化、功能多样化后，对电池的续航提出了新的要求。当前锂电材料克容量较低，不能满足终端对电池日益增长的需求。市面上份额最大的负极材料石墨类负极的372mAh/g已经远远跟不上电子产品市场的所要求的大续航、大容量的技术指标需求。
[0003]20世纪60年代研究学者发现了球形碳材料，最近再次成为科研工作者研究的焦点。科研工作者发现焦炭的形成过程中沥青类化合物在热处理过程中会发生中间相转变，生成中间相小球。1973年，Honda和Yamada把中间小球从沥青母体中分离出来，并把分离出来的微米级球形材料成为中间相微球。由于中间相碳微球的球形结构，导致其具有良好的堆积密度，其作为锂离子电池材料有着非常大的嵌锂容量。此外，中间相碳微球具有平行排列的石墨片层结构，有利于锂离子的嵌入与脱嵌。再者，由于中间相碳微球具有较小的外比表面积，其在充放电过程中发生边界反应少，因此，中间相碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺氮中间相碳微球，其特征在于，包括中间相碳微球和氮元素，所述氮元素掺杂于中间相碳微球的片层结构中。2.根据权利要求1所述的掺氮中间相碳微球，其特征在于，所述掺氮中间相碳微球中碳原子和氮原子的摩尔比为(99.5～99.8):(0.5～0.2)，比表面积为2700～2800m2/g，1C倍率下首次放电比容量大于1011mAh/g，首次充放电效率大于86％，循环1000次的放电容量保持率大于85％。3.权利要求1或2所述的掺氮中间相碳微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将沥青加热至半凝固态，再通入萘蒸汽，得到各向同性沥青；(2)对所述各向同性沥青进行热缩聚反应，冷却，再进行萃取，取萃取液进行过滤、清洗和烘干，得到中间相碳微球；(3)将所述中间相碳微球、缺陷引入剂和极性溶剂混匀，烘干，烧结，得到带缺陷的中间相碳微球；(4)将所述带缺陷的中间相碳微球和氨水混合并加热反应，过滤，清洗滤渣，得到掺氮中间相碳微球；所述缺陷引入剂为8
‑
羟基喹啉铝。4.根据权利要求3所述的掺氮中间相碳微球，其特征在于，步骤(1)中，所述萘蒸汽通过以下方法产生：将萘置于有氮气的反应器中以5～10℃的升温速率加热至210～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：余海军，彭挺，谢英豪，朱红梅，李长东，
申请(专利权)人：湖南邦普循环科技有限公司湖南邦普汽车循环有限公司，
类型：发明
国别省市：