[发明专利]制造碳材料的方法

说明书

发明领域

本发明涉及制造碳材料的方法。

发明背景

使用碳材料，如碳粉作为电极，如锂离子二次电池的材料。

JP 10-188978A公开了制造碳材料的方法，包括借助六甲撑四胺固化通过使邻甲酚与甲醛反应而得的树脂以获得固化树脂，随后在氩气气氛下在1000℃下加热该固化树脂。此外，JP 10-188978A还公开了包含该所得碳材料的锂离子二次电池具有341mAh/g的初始充放电容量。

发明公开

本发明提供下列：

[1]制造碳材料的方法，包括下列步骤(A)和(B)：

步骤(A)：使式(1)所示的化合物与醛化合物反应获得聚合物的步骤：

其中R代表氢原子或C1-C12烃基，其可以被选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳氧基、磺酸基(-SO₃H)、硝基、C1-C6硫代烷基、氰基、羧基、氨基、C2-C20酰氨基、氨甲酰基和卤素原子的至少一种取代，R′代表氢原子或甲基，且n代表3、5或7，

步骤(B)：在惰性气氛下在600至3000℃下加热步骤(A)中获得的聚合物的步骤；

[2]制造碳材料的方法，包括下列步骤(A)、(C)和(D)：

步骤(A)：使式(1)所示的化合物与醛化合物反应获得聚合物的步骤：

其中R代表氢原子或C1-C12烃基，其可以被选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳氧基、磺酸基(-SO₃H)、硝基、C1-C6硫代烷基、氰基、羧基、氨基、C2-C20酰氨基、氨甲酰基和卤素原子的至少一种取代，R′代表氢原子或甲基，且n代表3、5或7，

步骤(C)：在氧化气氛下在400℃或更低温度下加热步骤(A)中获得的聚合物以获得煅烧产物的步骤，

步骤(D)：在惰性气氛下在600至3000℃下加热步骤(C)中获得的煅烧产物的步骤；

[3]根据[1]或[2]的制造碳材料的方法，其中在步骤(A)中反应温度为0至100℃且反应时间为10分钟至10天；

[4]根据[1]至[3]任一项的制造碳材料的方法，其中在步骤(A)中在碱性催化剂存在下进行该反应；

[5]根据[1]至[4]任一项的制造碳材料的方法，其中步骤(A)进一步包括洗涤所得聚合物的步骤；

[6]根据[1]至[5]任一项的制造碳材料的方法，其中步骤(A)进一步包括干燥所得聚合物的步骤；

[7]根据[1]至[6]任一项的制造碳材料的方法，其中R′是氢原子；

[6]根据[1]至[7]任一项的制造碳材料的方法，其中R是C1-C12烷基；

[9]根据[1]至[8]任一项的制造碳材料的方法，其中该醛化合物是甲醛；

[10]包含根据[1]至[9]任一项获得的碳材料的电极；

[11]包含根据[10]的电极的锂离子二次电池；

[12]包含根据[10]的电极的锂离子电容器；

[13]可通过使式(1)所示的化合物与醛化合物反应获得聚合物并在惰性气氛下在600至3000℃下加热所得聚合物而获得的碳材料：

其中R代表氢原子或C1-C12烃基，其可以被选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳氧基、磺酸基(-SO₃H)、硝基、C1-C6硫代烷基、氰基、羧基、氨基、C2-C20酰氨基、氨甲酰基和卤素原子的至少一种取代，R’代表氢原子或甲基，且n代表3、5或7；

[14]可如下获得的碳材料：使式(1)所示的化合物与醛化合物反应获得聚合物：

其中R代表氢原子或C1-C12烃基，其可以被选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳氧基、磺酸基(-SO₃H)、硝基、C1-C6硫代烷基、氰基、羧基、氨基、C2-C20酰氨基、氨甲酰基和卤素原子的至少一种取代，R′代表氢原子或甲基，且n代表3、5或7，

在氧化气氛下在400℃或更低温度下加热所得聚合物以获得煅烧产物，和

在惰性气氛下在600至3000℃下加热上面获得的煅烧产物；

[15]根据[13]或[14]的碳材料，其中该碳材料的氢原子数与碳原子数的比率(H/C)为0.08至0.25；

[16]根据[13]、[14]或[15]的碳材料，其中比表面积为0至1,000平方米/克。

附图简述

图1是本发明的实施例中所用的电池的一个实施方案的分解图。

图2是本发明的实施例中所用的电池的一个实施方案的分解图。