[发明专利]锂离子二次电池负极使用的炭改性材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子二次电池负极使用的炭改性材料，其特征在于：其是以葡萄糖、果糖、蔗糖、纤维素、淀粉中的一种或几种为原料，溶于有机溶剂后再在压力容器中进行液相脱水处理，然后通过包覆改性、低温固化、炭化，最后经高温热处理、冷却筛选后制成；其制成的炭改性材料为球形或椭球形，平均粒径为D50＝0.5～30um，振实密度在0.5～1.5g/cc之间，BET比表面积在0.5～5.0m²/g之间，真实密度0.8～2.25g/cc，其内部有大量纳米孔，孔径0.1～0.6nm；所述炭改性材料中用来包覆改性的材料占总炭改性材料的5wt％～20wt％。

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池负极使用的炭改性材料，其特征在于：其中所述的包覆改性材料为高软化点煤沥青、石油沥青或树脂，沥青类材料的软化点为150～280℃，中位径在4um以下。

3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池负极使用的炭改性材料，其特征在于：其中所述树脂为呋喃树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯或聚丙烯腈。

4.一种锂离子二次电池负极使用的炭改性材料的制备方法，其特征在于：采用的制备工艺步骤如下：

(1)前驱体制备：

将葡萄糖、果糖、蔗糖、纤维素、淀粉中的一种或几种与有机溶剂形成混合物，在其中添加一定量的丁苯橡胶和少量的span80活化剂，形成任意浓度的均相分散体系；然后将均相分散体系置于带搅拌器的压力容器中，加热同时搅拌，升温速度为10～50℃/min，温度控制在200～380℃，保温时间为5～20小时；然后冷却，打散，过200～500目筛得前驱体；

(2)改性处理：

将制备好的前驱体与包覆改性材料按重量为10∶0.08～2.0比例进行混合，然后加热，温度控制在150～280℃，混合均匀；

(3)热处理：

取出混合均匀的粉体装入刚玉坩埚或石墨坩埚中进行加热，加热温度为400～1300℃，加热时间为5～40小时；再将加热后的粉体进行高温焙烧，焙烧温度为2400℃以上，焙烧时间为2～48小时；

(4)筛分包装：

将焙烧后的粉体进行精选筛分，筛网目数为100～500目，最后按指定要求包装。

5.根据权利要求4所述的锂离子二次电池负极使用的炭改性材料的制备方法，其中所述的有机溶剂是苯、甲苯、乙苯、二甲苯、环烷、石油醚、喹啉、噻吩或二硫化碳。

6.根据权利要求4所述的炭改性材料的制备方法，其特征在于：还包括在高温高压下通过调节均相混合体系的凝聚和驻留时间来控制小球的粒径，压强大于15atm，驻留时间控制在5～48小时，使微球粒径趋于恒定。

7.根据权利要求4所述的炭改性材料的制备方法，其特征在于：还包括在步骤(1)中所述的前驱体上有着大量的纳米微孔，微孔的尺寸大约为0.1～0.6nm。

8.根据权利要求4所述的炭改性材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中热处理时通入保护气体，所述的保护气体为氮气、惰性气体或其混合气体，气体流速为10～20L/min，热处理时，在600℃以下时，升温速度控制为50～100℃/小时；在600℃以上时，升温速度控制为200～300℃/小时。

9.根据权利要求4所述的炭改性材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所用的包覆改性材料常温下为固态时，其中位径应小于3um，占总炭改性材料的比例不大于18wt％。

10.权利要求1-3中任意一项所述的炭改性材料在锂离子二次电池负极材料中的应用。