【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及属于电池，涉及一种碳包覆铁酸锂补锂剂及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
1、如今，对于锂离子电池的研究取得了很大的进展，比容量、循环稳定性以及倍率性能等都得到了提升，但还存在着许多的问题。其中，不可逆容量损失限制了许多高能材料的应用，而不可逆容量损失大部分来自于首次充电过程中形成固体电解质膜所消耗的锂离子。
2、在锂离子电池首次充电过程中，电解液中的有机溶剂(如碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯等)在夺走来自正极的锂离子后，极易在负极表面还原分解，然后生成一层钝化膜，称作固体电解质相界面膜，即sei膜。sei膜可以绝缘电子穿行而允许锂离子通过，其为电子绝缘体，却是优良的离子导体，可以有效抑制电解液的进一步分解，从而避免在首次循环之后形成更厚的sei膜。sei膜主要包含rcooli、roli和roco2li(r代表烷基)等有机成分以及li2co3、li2o、lioh、lif等无机成分，形成这些含锂成分的过程是不可逆的，因此会永久地消耗一部分来自正极的li+，降低首次循环的库仑效率(ice)，并造成锂离子电池的能量和容量密度偏低。
3、石墨作为目前使用最广泛的商用锂离子电池负极材料，其首次不可逆容量损失在10％左右，而一些高容量的负极材料的首次不可逆容量损失更高，例如硅基负极材料和锡基负极材料的首次不可逆容量损失最高可达30％以上。为了解决首次不可逆容量损失的问题，提高首次库伦效率，科研人员开发了补锂技术，通过补锂的方式在电极材料中增加新的锂源，来补偿首次循环中形成sei膜所造成的活性锂的损失
4、cn110459748a公开了一种碳包覆铁酸锂材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将铁源和锂源混合，烧结，得到铁酸锂，其中，锂源与铁源的摩尔比为5-5：1；(2)将步骤(1)中得到的铁酸锂粉碎；(3)将步骤(2)中粉碎后的铁酸锂用碳源进行气相包覆，得到碳包覆铁酸锂材料。该方法制备的碳包覆铁酸锂材料能够有效的弥补锂电池首次充放电过程中损失的活性锂，同时能够隔绝外界环境，避免铁酸锂和空气中的水或二氧化碳接触，提高碳包覆铁酸锂材料的稳定性。
5、cn115911357a公开了一种碳包覆铁酸锂材料的制备方法及其应用，所述的碳包覆铁酸锂材料的制备方法包括如下步骤：将含有铁源、锂源和非水溶剂的混合料依次进行第一研磨、第一喷雾干燥、第一烧结和第一粉碎，得到铁酸锂材料；所述铁酸锂材料经醇类溶剂洗涤后，与无机碳源和所述非水溶剂混合，并依次进行第二研磨、第二喷雾干燥和第二烧结，得到所述碳包覆铁酸锂材料。
6、cn114702078a公开了一种碳包覆铁酸锂材料及其制备方法，包括以下步骤：s1：从沥青加工废气中分离得到烷烃类混合气体；s2：将铁酸锂材料放置于反应腔中，通入所述烷烃类混合气体通入所述烷烃类混合气体做为碳源，加热至400～700℃，气相沉积得到所述的碳包覆铁酸锂材料。本专利技术从沥青加工废气中分离得到烷烃类混合气体作为碳源对铁酸锂材料进行碳包覆，能够有效的利用沥青加工废气，减少环境污染，实现废物的有效回收利用，同时还能够在铁酸锂材料表面有效的包覆一层稳定的碳包覆层，提高铁酸锂材料的导电性以及防止了水分子对铁酸锂材料的破坏。
7、但是，现有技术中对lfo进行碳包覆的方法存在着制备成本高的问题，因而，提供一种低成本制备碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，并保证制备得到的补锂剂具有良好的性能是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提出一种碳包覆铁酸锂补锂剂及其制备方法和锂离子电池。本专利技术以废旧塑料制备了一种新型的碳源，以其对铁酸锂进行包覆获得了高性能的碳包覆铁酸锂补锂剂，其导电性得到提高，匀浆性能得到改善，采用其制备的电池的首效得到提高。
2、为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、(1)将废旧塑料与多孔材料混合后，在保护气体的保护下进行热处理，去除热处理产物中的氧化镁，得到碳材料；
5、(2)利用湿法球磨的方式，使用所述的碳材料对铁酸锂基体进行液相包覆并干燥后，在保护气体的保护下进行烧结，得到所述的碳包覆铁酸锂补锂剂。
6、本专利技术的方法中，步骤(1)的热处理在保护气体的保护下进行，其目的是防止碳源成碳时与氧气发生反应生成二氧化碳。
7、本专利技术的方法利用废旧塑料和多孔材料为原料制备碳材料，并利用湿法球磨和高温烧结的方式对铁酸锂进行碳包覆，多孔材料作为模板有利于制备得到分散性好的多孔碳材料，以其对铁酸锂进行碳包覆能够改善包覆效果，在铁酸锂表面形成稳定的碳包覆层，阻挡空气中的水分对铁酸锂材料的破坏，同时还提高了材料的导电性以及采用该材料制浆时浆料的稳定性，将制备得到的碳包覆铁酸锂补锂剂应用于电池能够有效提高电池的首周充电容量。而且，对废旧塑料再利用转化为增值碳材料，提供了一种新的低成本碳源，同时减少了废旧塑料对环境的污染。
8、以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
9、优选地，步骤(1)所述废旧塑料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
10、优选地，步骤(1)所述废旧塑料在使用前经过预处理，所述预处理为：对废旧塑料进行清洗、烘干和研磨，得到预处理后的废旧塑料。
11、优选地，步骤(1)所述多孔材料包括多孔氧化镁、3mgco3·mg(oh)2、乙酸镁(mg(ch3coo)2)、柠檬酸镁(mg3(c6h5o7)2)、葡萄糖酸镁(mg(c11h22o14))、氢氧化镁(mg(oh)2)、沸石和介孔sio2中的至少一种，优选为多孔氧化镁。
12、相比于其他物质，多孔氧化镁的优点是价格便宜，化学稳定性和热稳定性高，在高于碳化温度时也不会与碳发生反应，而且容易通过稀酸溶液洗涤将氧化铝模板除去。
13、优选地，步骤(1)中，所述废旧塑料和所述多孔材料的质量比为1:(2-8)，例如1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:7或1:8等。
14、优选地，步骤(1)中，所述保护气体包括氮气、氦气、氩气、氖气、氪气和氙气中的任意一种或至少两种的混合气体。
15、优选地，步骤(1)所述热处理在带有热电偶的高压反应釜内进行。
16、优选地，步骤(1)所述热处理的升温速率为5℃/min-15℃/min，例如5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述废旧塑料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，碳材料与铁酸锂基体的质量比为1:(1～5)；
4.根据权利要求1-3任一项所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述铁酸锂基体通过下述方法制备得到，所述方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，所述铁酸锂基体的制备方法中，锂源中的锂元素与铁源中的铁元素的摩尔比为(5-7):1；
6.根据权利要求4或5所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，所述铁酸锂基体的制备方法中，烧结后进行粉碎，得到铁酸锂基体；
7.根据权利要求1-6任一项所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，液相包覆后的烧结步骤中，烧结的升温速率为1℃
8.根据权利要求1-7任一项所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
9.一种碳包覆铁酸锂补锂剂，其特征在于，所述碳包覆铁酸锂补锂剂通过权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到；
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池中包括权利要求9所述的碳包覆铁酸锂补锂剂。
...【技术特征摘要】
1.一种碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述废旧塑料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，碳材料与铁酸锂基体的质量比为1:(1～5)；
4.根据权利要求1-3任一项所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述铁酸锂基体通过下述方法制备得到，所述方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的碳包覆铁酸锂补锂剂的制备方法，其特征在于，所述铁酸锂基体的制备方法中，锂源中的锂元素与铁源中...
【专利技术属性】
技术研发人员：马加力，崔军燕，李子郯，王涛，张宁，李嘉俊，额尔敦宝力高，杨红新，
申请(专利权)人：锂白新材料科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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