一种双层外壳结构的硬碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种双层外壳结构的硬碳复合材料及其制备方法，所述方法的实现包括：将硬碳前驱体原料与金属盐溶液混合，经过喷雾干燥，高温碳化后得到硬碳前驱体；将所述硬碳前驱体与金属盐通过化学沉积，高温烧结，得到多孔金属氧化物包覆硬碳；通过气相沉积卤素和碳源气体，在所述多孔金属氧化物包覆硬碳表面包覆含有卤素的无定形碳，得到所述双层外壳结构的硬碳复合材料。所述硬碳复合材料利用中间层的多孔结构及其丰富的含氧基团，能够存储更多的锂离子提升容量和动力学性能，并降低膨胀；外层的含有卤素的无定形碳，一部分碳形成卤化碳提升材料的电子传输速率，一部分碳包覆在外壳隔绝电解液降低其副反应提升高温存储及其循环性能。循环性能。循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种双层外壳结构的硬碳复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池材料制备
，具体提供一种双层外壳结构的硬碳复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是当今国际公认的理想化学能源，具有体积小、电容量大、电压高等优点，被广泛用于移动电话手提电脑等电子产品，日益扩大的电动汽车领域将给锂离子电池带来更大的发展空间。
[0003]锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括正极材料、负极材料、电解质和隔膜等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。
[0004]通常负极材料一般选用碳材料，硬碳材料以其快充、低温性能好、低膨胀等优点而应用于48V，HEV及其长循环等锂离子电池及其钠离子电池领域。但是由于硬碳材料表面多的缺陷及其大的比表面积，造成其材料的首次效率偏低，压实密度偏低。包覆改性是提升材料首次效率的最有效的方法，目前市场化的硬碳提升首次效率主要是在其表面包覆软碳，提升材料的首次效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层外壳结构的硬碳复合材料制备方法，其特征在于，所述方法的实现包括：将硬碳前驱体原料与金属盐溶液混合，经过喷雾干燥，高温碳化后得到硬碳前驱体；将所述硬碳前驱体与金属盐通过化学沉积，高温烧结，得到多孔金属氧化物包覆硬碳；通过气相沉积卤素和碳源气体，在所述多孔金属氧化物包覆硬碳表面包覆含有卤素的无定形碳，得到所述双层外壳结构的硬碳复合材料。2.根据权利要求1所述的一种双层外壳结构的硬碳复合材料制备方法，其特征在于，所述硬碳前驱体材料为碳氢化合物所述硬碳前驱体的制备过程包括：将所述碳氢化合物溶解于去离子水中，添加金属盐化合物，分散均匀、喷雾干燥，之后在惰性气氛下，温度控制在600～900℃碳化1～6h，得到所述硬碳前驱体。3.根据权利要求2所述的一种双层外壳结构的硬碳复合材料制备方法，其特征在于，所述多孔金属氧化物包覆硬碳的制备过程包括：将所述硬碳前驱体分散于去离子水中，配置成质量浓度为1～10wt%的溶液A；将所述金属盐溶解于去离子水中，配置成质量浓度为1～10wt%的溶液B；将溶液B添加到溶液A中，之后添加碱性溶液将PH值调节为8～11，之后在温度为50～150℃反应1～6h，形成凝胶，过滤，真空干燥后，将所得材料在惰性气氛下，温度控制在600～1000℃烧结1～6h，自然降温，粉碎，得到所述多孔金属氧化物包覆硬碳材料。4.根据权利要求2所述的一种双层外壳结构的硬碳复合材料制备方法，其特征在于，所述硬碳前驱体、金属盐化合物和碱液的质量比为：100：1～10：10～50。5.根据权利要求3所述的一种双层外壳结构的硬碳复合材料制备方法，其特征在于，所述方法的实现还包括：将所述多孔金属氧化物包覆硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏红报，苏方征，
申请(专利权)人：青岛新泰和纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：