【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池材料，尤其涉及一种快充石墨复合材料及其制备方法、电池。
技术介绍
1、随着市场对锂离子电池快充性能要求的提高，要求锂离子电池负极材料在具有高能量密度的同时，也要具有好的快充性能。目前，已有从各方面进行改进以提升负极材料快充性能的措施，比如降低骨料粒径以缩短锂离子的扩散距离。但是，目前的措施未提升材料的层间距，不能改善材料充放电过程中锂离子的传输距离，同时，由于包覆层材料自身存在保液性能差等问题，影响其材料的循环性能提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种快充石墨复合材料及其制备方法、电池，旨在解决现有石墨复合材料快充性能不佳的技术问题。
2、为实现以上技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供一种快充石墨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将原料焦和金属钾混合均匀，升温至预设温度后，通入杂原子气体进行处理，然后进行石墨化处理，得到杂原子掺杂多孔石墨；
5、提供惰性气氛，将所述杂原子掺杂多孔石墨在碳源气体中进行碳化处理，得到无定形碳包覆石墨复合材料；
6、其中，所述金属钾在所述预设温度下转变为气态。
7、作为一种实施方式，所述通入杂原子气体进行处理的时间为30min～300min；且/或，
8、所述杂原子气体为氨气、硫化氢气体、磷化氢气体、硼化氢气体中的至少一种。
9、作为一种实施方式，所述石墨化处理的温度为2800℃～
10、作为一种实施方式，所述预设温度为1200℃～1500℃。
11、作为一种实施方式，在所述通入杂原子气体进行处理之后，且在所述石墨化处理之前，还包括步骤：降温至室温。
12、进一步地，在所述通入杂原子气体进行处理之后，且在所述石墨化处理之前，还包括步骤：自然降温至室温。
13、具体应用中，在管式炉内进行杂原子掺杂，在石墨化炉内进行石墨化处理，在完成杂原子掺杂后，降温至室温，有助于转移至石墨炉内进行石墨化处理。通过对石墨进行杂原子掺杂提升材料的活性点提升材料电子导电率，并通过石墨化处理，使材料形成层状结构，提升首次效率和结构的稳定性，改善倍率和循环性能。
14、作为一种实施方式，所述原料焦和所述金属钾的质量比为100:(1～5)。
15、作为一种实施方式，所述原料焦为石油焦、针状焦、煤焦油中的至少一种。
16、本专利技术通过添加金属钾，使金属钾气化，在对原料焦石墨化处理时，气化钾对原料焦进行扩层，从而增大石墨复合材料的层间距，有效改善了石墨复合材料充放电过程中锂离子的传输距离，大大提升了石墨复合材料的快充性能。通过通入杂原子气体掺杂在原料焦的缺陷处，提升了材料的电子导电性，并改善了倍率性能。尤其是当原料焦和金属钾的质量比为100:(1～5)时，具有更好优异的倍率性能、能量密度及其高温存储性能，金属钾的含量过高会导致层间距过大，高温存储性能变差，且金属钾会带来杂质造成电池的自放电较大，过低又会对材料的倍率性能改善不明显。
17、作为一种实施方式，所述将所述杂原子掺杂多孔石墨在碳源气体中进行碳化处理中，所述碳源气体的通入量为100ml/min～500ml/min，所述碳化处理的温度为700℃～1100℃，时间为1h～6h；且/或，
18、所述碳源气体为甲烷气体、乙烷气体、乙烯气体、乙炔气体、天然气中的至少一种。
19、通过气相沉积法在杂原子掺杂多孔石墨外层沉积无定形碳，降低内核材料的比表面积，提升首次效率，同时外层的无定形碳具有电子导电率高、结构稳定等优点，可以进一步改善循环和倍率性能。
20、第二方面，本专利技术提供一种快充石墨复合材料，所述快充石墨复合材料由上述的快充石墨复合材料的制备方法制备得到。
21、第三方面，本专利技术提供一种电池，包括负极片，所述负极片包括上述的快充石墨复合材料。
22、相比现有技术，本专利技术提供的快充石墨复合材料及其制备方法、电池的有益效果在于：
23、(1)通过在原料焦中添加金属钾，使金属钾转变为气态，在对原料焦石墨化处理时，气态的钾对原料焦进行扩层，从而增大石墨复合材料的层间距，有效改善了石墨复合材料充放电过程中锂离子的传输距离，大大提升了石墨复合材料的快充性能。
24、(2)通过通入杂原子气体掺杂在原料焦的缺陷处，提升了材料的电子导电性，并改善了倍率性能。
25、(3)通过气相沉积法在杂原子掺杂多孔石墨外层沉积无定形碳，降低内核材料的比表面积，提升首次效率，同时外层的无定形碳具有电子导电率高、结构稳定等优点，可以进一步改善循环和倍率性能。
26、(4)该制备方法简单方便、易于操作，有利于进行大规模制备。
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1.一种快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述通入杂原子气体进行处理的时间为30min～300min；且/或，
3.如权利要求1所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨化处理的温度为2800℃～3200℃，时间为24h～72h。
4.如权利要求1所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述预设温度为1200℃～1500℃。
5.如权利要求1至4任一项所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，在所述通入杂原子气体进行处理之后，且在所述石墨化处理之前，还包括步骤：降温至室温。
6.如权利要求1所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述原料焦和所述金属钾的质量比为100:(1～5)。
7.如权利要求1或6所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述原料焦为石油焦、针状焦、煤焦油中的至少一种。
8.如权利要求1所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述将所述杂原子掺杂多孔石墨在
9.一种快充石墨复合材料，其特征在于，所述快充石墨复合材料由权利要求1至8任一项所述的快充石墨复合材料的制备方法制备得到。
10.一种电池，其特征在于，包括负极片，所述负极片包括如权利要求9所述的快充石墨复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述通入杂原子气体进行处理的时间为30min～300min；且/或，
3.如权利要求1所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨化处理的温度为2800℃～3200℃，时间为24h～72h。
4.如权利要求1所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述预设温度为1200℃～1500℃。
5.如权利要求1至4任一项所述的快充石墨复合材料的制备方法，其特征在于，在所述通入杂原子气体进行处理之后，且在所述石墨化处理之前，还包括步骤：降温至室温。
6.如权利要求1所述的快充石墨复合材料的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁金，
申请(专利权)人：深圳市金牌新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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