硬碳负极材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110148734A(43)申请公布日2019.08.20(21)申请号201910464510.7(22)申请日2019.05.30(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区华城中路168号(72)发明人彭友山李宇飞(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人赵天月(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/38(2006.01)H01M4/583(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称硬碳负极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种硬碳负极材料及其制备方法和应用，所述方法包括：(1)将含碳原料进行预处理，以便得到硬碳前驱体；(2)将所述硬碳前驱体进行预锂化处理，以便得到固态的表面包覆有含锂物质的预锂化硬碳前驱体；(3)将所述预锂化硬碳前驱体与沥青进行包覆处理；(4)将步骤(3)所得的包覆后预锂化硬碳前驱体在惰性气氛下进行炭化处理，粉碎过筛除磁后得到硬碳负极材料。该硬碳负极材料制备成本较低，且在硬碳前驱体表面包覆有含锂物质和沥青，使得由该硬碳负极材料制备所得的电池的首次库伦效率不低于90％，倍率不低于98％，充放电可逆容量不低于480mAh/g。CN110148734ACN110148734A权利要求书1/1页1.一种制备硬碳负极材料的方法，其特征在于，包括：(1)将含碳原料进行预处理，以便得到硬碳前驱体；(2)将所述硬碳前驱体进行预锂化处理，以便得到固态的表面包覆有含锂物质的预锂化硬碳前驱体；(3)将所述预锂化硬碳前驱体与沥青进行包覆处理；(4)将步骤(3)所得的包覆后预锂化硬碳前驱体在惰性气氛下进行炭化处理，粉碎过筛除磁后得到硬碳负极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述预处理包括：(1-1)将所述含碳原料进行清洗并干燥；(1-2)将步骤(1-1)所得的清洗干燥后含碳原料在惰性气氛下进行热处理；(1-3)将步骤(1-2)所得的热处理后物料进行粉碎处理；(1-4)将步骤(1-3)所得的物料依次进行超声酸洗和水洗，干燥后得到所述硬碳前驱体。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(1-1)中，所述含碳原料为选自稻壳、椰壳、芦苇秆中的至少之一；任选的，在步骤(1-2)中，所述热处理的温度为600-1100℃；任选的，在步骤(1-3)中，经所述粉碎处理后所述物料的粒径为D50＝8-18μm；任选的，在步骤(1-4)中，所述酸洗所用的酸为选自盐酸、硝酸、硫酸中的至少之一；任选的，在步骤(1-4)中，所述酸洗所用的酸的浓度为8-12wt％。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述预锂化处理为将所述硬碳前躯体与含锂溶液、氟化铵溶液混合搅拌并干燥；任选的，在步骤(2)中，所述硬碳前驱体与氟化锂的质量比为95-75：5-25，所述氟化锂为所述含锂溶液与所述氟化铵溶液反应所得。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述含锂溶液为选自乙酸锂、草酸锂中的至少之一；任选的，在步骤(2)中，所述含锂溶液的浓度为8-12wt％。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述氟化铵溶液的浓度为8-12wt％；任选的，在步骤(2)中，所述干燥处理为选自离心分离干燥、喷雾干燥中的至少之一。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述沥青的喹啉不溶物含量不大于0.1wt％，软化点为250-270℃；任选的，在步骤(3)中，所述预锂化硬碳前驱体与所述沥青的质量比为80-97：3-20；任选的，在步骤(3)中，所述包覆处理的温度为270-300℃，时间为1-5h；任选的，在步骤(4)中，所述炭化处理的温度为600-1100℃，时间为1-5h。8.一种硬碳负极材料，其特征在于，所述硬碳负极材料是采用权利要求1-7中任一项所述的方法制备得到的。9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的负极是采用权利要求8所述的硬碳负极材料制备得到的。10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求9所述的锂离子电池。2CN110148734A说明书1/9页硬碳负极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于负极材料领域，具体而言，本发明涉及硬碳负极材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着动力电池能量密度以及其他综合性能要求不断提高，天然石墨和人造石墨负极材料理论容量为372mAh/g，目前已经能做到365mAh/g，再提高负极容量已经比较困难。天然石墨和人造石墨负极材料已