[发明专利]锂离子电池用复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用复合负极材料，具有硬碳基体，硬碳基体表面包覆有包覆物，其特征在于：所述硬碳基体的粒度为4～50μm，由硬碳基体前驱物经热解形成，所述包覆物由有机物热解形成，有机物的质量为硬碳基体质量的1～30％，所述有机物为煤焦油沥青、石油沥青和中间相沥青的一种以上；所述硬碳基体前驱物由以下质量组份组成：稳定化处理后的淀粉、小于等于25％淀粉质量的掺杂物，所述淀粉为马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉和红薯淀粉的一种以上；所述掺杂物为硼酸、硅酸和磷酸的一种以上，或非金属单质硅、硫和硼的一种以上。

2.一种锂离子电池用复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：

一、稳定化处理，将淀粉以1～4℃/min的升温速度，在200～250℃进行低温稳定化处理20～50h后，炉内自然降温至室温，得到黑色的交联粉末状物质；

二、掺杂，按黑色的交联粉末状物质的质量大于0小于等于25％的比例，将掺杂物加入到交联粉末状淀粉中，转速为800～5000r/min，混合10～90min，得到优化的硬碳基体前躯体，所述掺杂物为硼酸、硅酸和磷酸的一种以上，或非金属单质硅、硫和硼的一种以上；

三、高温热解，将优化的硬碳基体前躯体以2～5℃/min的升温速度，在700～1300℃的高温条件下热解40～80h，炉内自然降温至室温，得到固态的灰黑色硬碳基体；

四、包覆改性，按硬碳基体质量的1～30％，在硬碳基体中加入包覆物的前躯物，以800～5000r/min的转速，混合10～50min，再以1～10℃/min的升温速度到700～1300℃，热解处理10～50h，在炉内自然降温至室温，得到锂离子电池用复合负极材料。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池用复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三高温热解后粉碎，将固态的灰黑色硬碳基体进行粉碎或球磨，得到粒度为4～50μm的硬碳基体。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池用复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述粉碎后对硬碳基体进行酸处理，按每100克硬碳基体加入100～500ml酸，转速为1000～2000r/min，分散20～50min，然后浸渍5～60h，酸为浓度0.1-5.0mol/L的氢氟酸、硼酸、硫酸、盐酸和硝酸的一种以上；浸渍后用纯水洗涤浸渍后的硬碳基体，使硬碳基体pH值为7～10，转速800～2000r/min，离心除水20～50min后，直接在80～140℃条件下烘干10～40h，自然降温至室温。

5.根据权利要求2所述的锂离子电池用复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四在炉内自然降温至室温后过250目筛，得到粒度为5.5～80μm的锂离子电池用复合负极材料。

6.根据权利要求2所述的锂离子电池用复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述淀粉为马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉和红薯淀粉的一种以上。

7.根据权利要求2所述的锂离子电池用复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一低温稳定化处理在真空度0.03MPa以下，或在保护性气体氦气、氮气、氩气或氙气下进行，保护性气体流量为1～7ml/min。

8.根据权利要求2所述的锂离子电池用复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三高温热解在真空度0.03MPa以下，或在保护性气体氦气、氮气、氩气或氙气下进行，保护性气体流量为1～7ml/min。

9.根据权利要求2所述的锂离子电池用复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四热解处理在真空度0.03MPa以下，或在保护性气氛氦气、氮气、氩气或氙气下进行，保护性气体流量为1～7ml/min。

10.根据权利要求2所述的锂离子电池用复合负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四包覆物的前躯物为有机物煤焦油沥青、石油沥青和中间相沥青的一种以上。