[发明专利]一种锂离子电池改性天然石墨负极材料及其制备方法

权利要求书

1. 一种锂离子电池改性天然石墨负极材料，具有核壳结构，包括内核和包覆在内核外面的壳，其特征在于：所述内核为天然石墨，包覆在内核外面的壳由内壳和外壳组成，所述内壳为含硼硬碳层，外壳为软碳层，所述天然石墨外包覆有含硼硬碳层，含硼硬碳层外包覆有软碳层。

2. 根据权利要求1所述的锂离子电池改性天然石墨负极材料，其特征在于：所述天然石墨为固定碳含量≥99.0%、粒径D50为8~25微米的类球形天然石墨，所述含硼硬碳层的质量是天然石墨质量的1~10%，所述软碳层的质量是天然石墨质量的1~10%。

3. 如权利要求1或2所述的锂离子电池改性天然石墨负极材料的制备方法，其特征在于它的步骤如下：

（1）将硬碳前驱体溶解在有机溶剂中，硬碳前驱体与有机溶剂的质量比为1：10~100，完全溶解后加入含硼溶液，搅拌均匀后加入天然石墨，充分混匀，减压蒸出溶剂和水；

（2）将步骤（1）中的混合物以2~3℃/分钟的速度升温到600~1000℃，保温1~5小时，再以2~3℃/分钟的速度降至室温，之后将材料破碎过筛，筛的目数为150~300目；

（3）将步骤（2）中的筛下物与软碳前躯体充分混匀，在氮气或氩气气氛保护的环境下，以2~3℃/分钟的速度，升温到2500~3000℃进行石墨化，保温1~5小时，再以2~3℃/分钟的速度降至室温，将石墨化处理后的材料破碎过筛，筛的目数为150~300，制成锂离子电池改性天然石墨负极材料。

4. 根据权利要求3所述的锂离子电池改性天然石墨负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的硬碳前躯体是酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚糠醇树脂、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚苯酚中的至少一种，碳含量为50%~70%。

5. 根据权利要求3所述的锂离子电池改性天然石墨负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的有机溶剂为乙醇、丙酮、苯、甲苯、石油醚、二硫化碳或喹啉。

6. 根据权利要求3所述的锂离子电池改性天然石墨负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的含硼溶液为硼酸、氧化硼的乙醇溶液或水溶液，溶液的质量浓度1~5%，硼元素的质量占硬碳层质量的0.1~8%。

7. 根据权利要求3所述的锂离子电池改性天然石墨负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中采用的设备为气氛箱式炉、推板隧道窑炉、管式炉或回转窑炉。

8. 根据权利要求3所述的锂离子电池改性天然石墨负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中采用的设备为艾奇逊炉、碳管炉或串联式石墨化炉。

9. 根据权利要求3所述的锂离子电池改性天然石墨负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的软碳前躯体为石油沥青或煤沥青或石油沥青和煤沥青的混合物。

10. 根据权利要求9所述的锂离子电池改性天然石墨负极材料的制备方法，其特征在于：所述石油沥青或煤沥青的软化点为200~290℃，碳含量为70~80%，平均粒径为2~4微米。