锂离子动力与储能电池用负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子动力与储能电池用负极材料及其制备方法，要解决的技术问题是提高电池的大倍率充放电性能，同时兼备优良的循环性能。本发明的负极材料，采用加入催化剂的沥青，经500～1300℃碳化处理得到。制备方法包括：升温升压，发生碳化热缩聚反应，然后洗涤、抽提、再洗涤，烘干得到中间相小球前驱体，再经过碳化处理，得到锂离子动力与储能电池用负极材料。本发明与现有技术相比，降低生产成本，由于采用低温碳化得到的中间相软碳类材料，其内部属于乱层结构，可以高功率、大电流充放电，中间相软碳类主要原料为沥青，与树脂型、植物类等其他硬碳相比，收率高3-5倍，成本低，且比容量更高。

主权项

一种锂离子动力与储能电池用负极材料的制备方法，包括以下步骤：一、室温下将占沥青0.1～10wt%的催化剂加入到沥青中，以3～20℃/min的升温速度升温到100～160℃温度，以60～100转/min的转速搅拌0.5～20h，再以3～20℃/min的升温速度到200～350℃，恒温1～5小时，自然降温至室温；所述沥青为软化点为45～110℃的煤沥青、石油沥青、煤焦油、石油工业重油和重质芳香烃中的一种以上，重质芳香烃是密度为0.97～1.0g/cm3的芳香烃类物质萘、苊、芴、菲、蒽及其衍生物甲基萘、苊烯、苯并芴、苯并氧芴、苯并菲、硫杂芴、荧蒽、1,2‑苯并蒽；所述催化剂是铝、铁、镍、钴的硝酸盐一种以上，或铝、铁、镍、钴的有机化合物异丙醇铝、二乙酸铝、草酸铝、草酸铝、草酸亚铁、柠檬酸铁、环戊二烯基二羰基铁、乙酸镍、氨基磺酸镍、乙酸钴和草酸钴中的一种以上，或铝、铁、镍、钴的氯化物、溴化物和氟化物中的一种以上；二、以0.1～10℃/min的升温速率升温到350～500℃，恒温0.5～10小时，自然降温到室温，得到含有中间相的球形初级品；三、将中间相球形初级品与有机溶剂按质量比为1:1～5混合，以3～20℃/min的升温速度加热到100～160℃，并以60～100转/min的转速搅拌0.5～2小时，抽滤，用甲苯、吡啶或四氢呋喃抽提，将抽提干净的中间相炭微球用丙酮或乙醇洗涤，将清洗干净的中间相炭微球置于80～120℃，烘烤6～10小时，得到软碳类中间相炭微球的前驱体；所述有机溶剂是喹啉、吡啶、四氢呋喃、甲苯，煤焦油或石油蒸馏出来的馏程在100～300℃的轻组分；四、将软碳类中间相炭微球前驱体以0.5～20℃/min的升温速率升温到500～ 1300℃，碳化处理1～50h，炉内自然冷却至室温，得到锂离子动力与储能电池用负极材料。