一种原位碳包覆石墨材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种原位碳包覆石墨材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1)将包覆剂与石墨混合，得到混合物；S2)将步骤S1)中所得到的混合物与催化剂混合，得到混合样品；S3)将步骤S2)中所得到的混合样品在惰性气氛中，加热进行缩聚反应，得到缩聚样品；S4)将步骤S3)中所得到的缩聚样品先进行预炭化处理，而后进行炭化处理，得到原位碳包覆负极材料。本发明专利技术采用低成本的芳香烃类有机物或含苯环的树脂类前驱体代替传统的沥青作为包覆剂，采用原位缩聚法代替常见的固相及液相包覆等非原位方法，使得形成的包覆层更加均匀致密。通过此原位包覆方法可以大幅提高石墨负极的可逆比容量、首圈库伦效率和循环稳定性。首圈库伦效率和循环稳定性。首圈库伦效率和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种原位碳包覆石墨材料的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电池用负极材料域，涉及一种原位碳包覆石墨材料的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]作为电池的核心组成之一，负极材料的选择对于锂离子电池的电化学性能具有至关重要的影响。因此，对负极材料进行改性处理，开发廉价且性能优良的负极材料成为了锂离子电池研究的重中之重。
[0003]目前，石墨类碳材料是锂离子电池的主流负极材料，石墨具有脱嵌锂电位低、比容量高、成本低廉、来源广泛、储量丰富等优点，被广泛用作锂离子电池的负极材料。但石墨表面缺陷较多且与电解液相容性较差，充放电过程中容易发生较多副反应，同时，溶剂化锂离子的共插入会引起石墨片层剥落，进而导致首圈库伦效率低，循环稳定性下降，阻碍了石墨类碳材料的进一步应用。
[0004]为改善石墨负极材料的缺陷，提升锂离子电池的综合性能，通常对石墨负极材料进行表面改性处理。包覆改性是优化石墨负极材料的有效方法之一，其中常用的包覆方法包括固相包覆法、液相包覆法。固相包覆法具备成本低、工艺简单的优点，但存在包覆材料如沥青流动性差导致包覆不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位碳包覆石墨材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：S1)将包覆剂与石墨混合，得到混合物；S2)将步骤S1)中所得到的混合物与催化剂混合，得到混合样品；S3)将步骤S2)中所得到的混合样品在惰性气氛中，加热进行缩聚反应，得到缩聚样品；S4)将步骤S3)中所得到的缩聚样品先进行预炭化处理，而后进行炭化处理，得到原位碳包覆石墨材料。2.根据权利要求1所述的原位碳包覆石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤S1)中所采用的包覆剂选自芳香烃、古马龙树脂，石油树脂、乙烯焦油中的一种或几种。优选地，步骤S1)中所采用的石墨选自天然石墨、人造石墨或膨胀石墨中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的原位碳包覆石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤S2)中所采用的催化剂选自三氯化铝、三氯化铁、三氟化硼、四氯化锡、四氯化钛中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的原位碳包覆石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤S1)中所述包覆剂与石墨的质量比为1:1～1:50，步骤S2)中所述包覆剂与催化剂的质量比为1:1～100:1，步骤S3)中所述缩聚反应的温度为100℃～400℃，反应时间为0.5h～12h。5.根据权利要求1
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4任一项所述的原位碳包覆石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤S4)中所述预炭化的温度为200℃～600℃，预炭化时间为0.1h～10h。6.根据权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：李念武，黄萌萌，于乐，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：