[发明专利]富锂碳材料、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种富锂碳材料、其制备方法及应用。所述富锂碳材料包括碳材料以及与碳材料所含官能团结合的Li元素，其中Li元素与碳元素的摩尔比在1：100以上。所述富锂碳材料可以由碳材料以其具有的官能团与含锂化合物反应后形成。本发明提供的富锂碳材料制备工艺简单，可控性高，成本低廉，绿色环保，且在应用于锂电池中时，能有效提升其能量密度，提高其充放电速度，并改善其循环性能以及低温使用性能，提升安全性，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及一种新型碳材料，特别涉及一种富锂碳材料、其制备方法及应用。

背景技术

锂电池目前已经在诸如数码设备、电动车辆等领域广泛应用。传统的锂电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料，并使用非水电解质。此类锂电池在应用时仍存在诸多缺陷，例如充放电速度慢、能量密度低、循环性能差等，且安全性也没有保障。为了克服传统锂电池的这些缺陷，众多研究人员提出了大量的改进方案，例如发展了多种新型正极、负极、隔膜、电解液材料等，尽管这些新型的材料可以在一定程度上改善锂电池在某一个方面或几个方面的性能，但其均或多或少存在一些缺陷等。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种富锂碳材料、其制备方法及应用，以克服现有技术中的不足。为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种富锂碳材料，其包括碳材料以及与碳材料所含官能团结合的Li元素，其中Li元素与碳元素的摩尔比在1：100以上。

在一些优选实施方案中，其中Li元素与碳元素的摩尔比为1：100～35：100。

本发明实施例提供的一种富锂碳材料主要由碳材料以其具有的官能团与含锂化合物反应后形成，并且所述富锂碳材料中Li元素与碳元素的摩尔比在1：100以上。

本发明实施例还提供了一种制备所述富锂碳材料的方法，包括：使碳材料以其具有的官能团与含锂化合物反应，使Li元素与碳材料结合，从而形成富锂碳材料。

本发明实施例还提供了所述富锂碳材料在制备锂电池中的用途。

本发明实施例还提供了所述富锂碳材料在制备锂电池的正极材料、负极材料、隔膜或电解液中的用途。

本发明实施例还提供了一种锂电池，所述锂电池的正极、负极、隔膜及电解液中的至少一者包含前述的富锂碳材料。

与现有技术相比，本发明提供的富锂碳材料制备工艺简单，可控性高，成本低廉，绿色环保，且在应用于锂电池尤其是锂离子电池中时，可以提升Li离子在电池中传输速度，能有效提升锂电池的能量密度，提高其充放电速度，倍率性能提高，并改善其循环性能以及低温使用性能，延长电池使用寿命，提升安全性，应用前景广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1所获电池与未添加富锂碳材料的电池的放电性能对比示意图。

图2是本发明实施例2所获电池与未添加富锂碳材料的电池的放电性能对比示意图。

图3是本发明实施例3所获电池与未添加富锂碳材料的电池的放电性能对比示意图。

图4是本发明实施例4所获电池与未添加富锂碳材料的电池的放电性能对比示意图。

图5是本发明实施例5所获电池与未添加富锂碳材料的电池的放电性能对比示意图。

图6是本发明实施例6所获电池与未添加富锂碳材料的电池的放电性能对比示意图。