[发明专利]锂离子二次电池负极碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池

说明书

本发明提供了锂离子二次电池负极碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池，属于锂离子二次电池技术领域。其中锂离子二次电池负极碳材料，含有硬碳，硬碳由密度ρ≥1.1g/ml的树木木材炭化得到，炭化过程中保留树木木材的木质素。本发明还涉及上述锂离子二次电池负极碳材料的制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池，本发明提高了锂离子二次电池容量，且倍率性能好、实现了极速充电，循环寿命长。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池技术领域，具体涉及锂离子二次电池负极碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池。

背景技术

随着便携电子设备和电动汽车对能量密度的要求越来越高，高性能锂离子二次电池的研发显得日益重要。锂离子二次电池的开发包括：负极、正极、分离膜及电解液等要素性能的提高，其中，负极性能的提高是通过提高负极活性物质的单位重量或是单位体积，锂离子的充放电及容量。

负极材料是锂离子电池的关键材料之一，目前商品化使用的锂离子电池负极材料主要是碳类负极材料。具有代表性的碳系负极材料石墨(Graphite)理论上的容量是372mah/g，容量较小，且充放电效率低，重复进行充放电循环时，锂离子二次电池的充放电容量显著降低。

发明内容

本发明提出锂离子二次电池负极碳材料及其制备方法、锂离子二次电池负极材料和锂离子二次电池，以解决现有负极碳系材料存在的容量小、充放电效率低、循环效果差等问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种锂离子二次电池负极碳材料，含有硬碳，硬碳由密度ρ≥1.1g/ml的树木木材炭化得到，炭化过程中保留树木木材的木质素。

本发明是涉及上述锂离子二次电池负极碳材料的制备方法，包括以下步骤： S1、将密度ρ≥1.1g/ml的树木木材进行炭化，保留树木木材的木质素，制得木炭；S2、将木炭粉碎成木炭粉，并干燥去除水份；S3、将干燥后的木炭粉进行前处理，去除挥发粉和杂质；S4、将前处理后的木炭粉进行表面改质处理，减少木炭粉表面的气孔；S5、将改质处理后的木炭粉进行真空热处理，即可。

本发明是涉及一种锂离子二次电池负极材料，含有上述锂离子二次电池负极碳材料或利用上述制备方法获得的锂离子二次电池负极碳材料。

本发明是涉及一种锂离子二次电池，使用了上述锂离子二次电池负极材料。

本发明的有益效果如下：

与现有技术相比，本发明实施例中的锂离子二次电池负极碳材料，提高了锂离子二次电池容量，且倍率性能好、实现了极速充电，循环寿命长。本发明实施例中锂离子二次电池负极碳材料的制备方法工艺简单方便，成本低，易于工业化生产。

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是实施例中高密度木材经炭化、粉碎后得到的木炭粉的SEM图；

图2是实施例中不同工艺阶段的木炭粉的XRD图；

图3是实施例中用碳化氢系气体对木炭粉进行表面改质处理后制得的电池特性图；

图4是实施例中用沥青对木炭粉进行表面改质处理后制得的电池特性图；

图5是实施例中锂离子二次电池负极碳材料作为负极活性材料制得的电池特性图；

图6是实施例中锂离子二次电池负极碳材料作为负极活性材料制得的电池倍率性能测试图；