一种高比功率锂离子电池负极材料及其制备和应用制造技术

一种高比功率锂离子电池负极材料及其制备方法，通过将生物质原料预碳化、除杂、浸盐、包覆沥青及碳化后制备而成，形成内部无序层间距较大而外部具有类石墨特征的核壳结构。该负极材料既能满足电极内部储存更多的锂离子及快速充放电，实现负极材料的大容量及高倍率性能；又能减小因形成过多的固体电解质界面膜所造成的不可逆容量损失，具有更高的首循环库仑效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高比功率锂离子电池负极材料及其制备和应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池领域，尤其涉及一种高比功率锂离子电池用负极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为目前主流的二次电池技术，在消费电子、电动汽车和大规模储能等行业得到广泛的应用，极大地改善了人类的生活。随着应用环境的变化，越来越要求锂离子电池具有快速充放电能力，如汽车、高铁、地铁用启停电池、无人机航模电池等等。
[0003]快速充放电性能，要求锂离子电池在极短时间内完成电化学反应。所以对电子及离子传输要求很高，特别是锂离子在负极及附近的传输速度是制约锂离子高比功率的关键因素。目前已市场化的负极材料有石墨、无定形碳材料、钛酸锂等。石墨的比容量可达到300mA
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h/g以上，首循环库仑效率可以达到90％以上，但石墨材料存在结构稳定性差、与电解液相容性差的问题，在充放电的过程中易与电解液中的丙烯碳酸酯有机溶剂发生共嵌入反应导致结构破坏，从而影响电池的循环稳定性和充放电效率。而且由于石墨的各向异性结构特征，限制了锂离子在石墨结构中的自由扩散，且层间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高比功率锂离子电池负极材料，其特征在于：该材料为具有核壳结构的粉末状碳材料，核的粒径为3
‑
8μm，核含有大量孔径为0.001
‑
0.5nm的微孔，占核总孔容的60
‑
90％，其余为孔径大于0.5nm
‑
50nm的微孔，002晶面层间距为0.39
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0.41nm；壳的厚度为10
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1000nm，优选10
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200nm，002晶面层间距为0.34
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0.36nm。2.根据权利要求1所述负极材料，其特征在于：该材料的比表面积2
‑
4m2/g。3.一种权利要求1或2所述负极材料的制备方法，其特征在于：所述负极材料的制备方法如下，1)将生物质原料干燥、粉碎后，在惰性气氛中于400～600℃预碳化处理1
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3h，得到产物A；2)将产物A依次放入NaOH溶液、酸溶液中浸渍搅拌清洗(清洗的目的是除去原料中碳以外杂质(其中含有的杂质包括硅、金属元素等))，然后过滤、洗涤至中性、干燥后，经气流粉碎机粉碎得到粒径为3～8μm的碳粉B；3)将碳粉B放入NaCl或Na2CO3溶液中浸渍搅拌，然后过滤、干燥，得到碳粉C，碳与NaCl或Na2CO3的摩尔比为10/1～100/1；4)将碳粉C进行沥青包覆处理，具体步骤为将碳粉C与沥青放入密炼机中，加热到200～260...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，李先锋，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：