锂离子二次电池负极碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池.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CN108609605A(43)申请公布日2018.10.02(21)申请号201810592919.2(22)申请日2018.06.11(71)申请人山西长韩新能源科技有限公司地址046011山西省长治市城北西街192号金色家园小区1号楼6号(72)发明人王斌秀(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)H01M4/587(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称锂离子二次电池负极碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池(57)摘要本发明提供了锂离子二次电池负极碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池，属于锂离子二次电池技术领域。其中锂离子二次电池负极碳材料，含有硬碳，硬碳由密度ρ≥1.1g/ml的树木木材炭化得到，炭化过程中保留树木木材的木质素。本发明还涉及上述锂离子二次电池负极碳材料的制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池，本发明提高了锂离子二次电池容量，且倍率性能好、实现了极速充电，循环寿命长。CN108609605ACN108609605A权利要求书1/1页1.一种锂离子二次电池负极碳材料，其特征在于，含有硬碳，硬碳由密度ρ≥1.1g/ml的树木木材炭化得到，炭化过程中保留树木木材的木质素。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池负极碳材料，其特征在于，硬碳为粉末状，其粒度为5-50μm。3.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将密度ρ≥1.1g/ml的树木木材进行炭化，保留树木木材的木质素，制得木炭；S2、将木炭粉碎成木炭粉，并干燥去除水份；S3、将干燥后的木炭粉进行前处理，去除挥发粉和杂质；S4、将前处理后的木炭粉进行表面改质处理，减少木炭粉表面的气孔；S5、将改质处理后的木炭粉进行真空热处理，即可。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，炭化温度为450-550℃，炭化时间1-180小时。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，干燥步骤为：在100-200℃温度下，加热10-50小时。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，前处理步骤为：在600-800℃温度下，惰性气体氛围中，加热1-20小时。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，表面改质处理步骤为：先通入惰性气体，再通入碳化氢系气体，于600-800℃温度下，反应1-10小时；或，加入10-50wt％的沥青，于惰性气体氛围中，600-800℃温度下，反应1-10小时。8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，真空热处理的步骤为：气压范围为10-2-10-6torr的条件下，于900-1100℃加热1-12小时。9.一种锂离子二次电池负极材料，其特征在于，含有如权利要求1或2所述的锂离子二次电池负极碳材料或利用权利要求3所述的制备方法获得的锂离子二次电池负极碳材料。10.一种锂离子二次电池，使用了如权利要求9所述的锂离子二次电池负极材料。2CN108609605A说明书1/4页锂离子二次电池负极碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池技术领域[0001]本发明涉及锂离子二次电池技术领域，具体涉及锂离子二次电池负极碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池。背景技术[0002]随着便携电子设备和电动汽车对能量密度的要求越来越高，高性能锂离子二次电池的研发显得日益重要。锂离子二次电池的开发包括：负极、正极、分离膜及电解液等要素性能的提高，其中，负极性能的提高是通过提高负极活性物质的单位重量或是单位体积，锂离子的充放电及容量。[0003]负极材料是锂离子电池的关键材料之一，目前商品化使用的锂离子电池负极材料主要是碳类负极材料。具有代表性的碳系负极材料石墨(Graphite)理论上的容量是372mah/g，容量较小，且充放电效率低，重复进行充放电循环时，锂离子二次电池的充放电容量显著降低。发明内容[0004]本发明提出锂离子二次电池负极碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池，以解决现有负极碳系材料存在的容量小、充放电效率低、循环效果差等问题。[0005]本发明的技术方案是这样实现的：[0006]一种锂离子二次电池负极碳材料，含有硬碳，硬碳由密度ρ≥1.1g/ml的树木木材炭化得到，炭化过程中保留树木木材的木质素。[0007]本发明是涉及上述锂离子二次电池负极碳材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将密度ρ≥1.1g/ml的树木木材进行炭化，保留树木木材的木质素，制得木炭；S2、将木