[发明专利]一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、将碳源、用来制作锂离子电池阳极的粉末核、催化剂置入反应器，再通入惰性气体置换空气气氛，并将气压控制在1atm-5atm；

A2、待气压稳定且氧含量低于200ppm后，将反应器升温至500-1200℃的温度区间内，进行催化裂解1-8h；

A3、待催化裂解完成后，再将反应器温度控制在700-1200℃的温度区间内，进行热处理1-8h；

A4、然后冷却至65℃以下，泄压并去惰性除保护气氛，得到以延展性碳材料包覆的具有核壳结构的锂离子电池阳极材料。

2.根据权利要求1所述的一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料的制备方法，其特征在于：在步骤A1中，所述碳源为含有C、H、O、N中两种或两种以上元素的一种或多种小分子有机物，所述小分子有机物含有N元素且分子结构具有环状结构，包括但不限于杂环化合物、吡啶类、嘧啶类、含苯环与氮的络合物、苯的衍物、酰胺衍生物、杂环芳香烃。

3.根据权利要求1所述的一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料的制备方法，其特征在于：在步骤A1中，所述用来制作锂离子电池阳极的粉末核是在摇椅式锂离子电池体系内通过脱嵌锂进行充放电过程中带有体积膨胀的活性物质颗粒，包括但不限于第Ⅳ主族元素的单质及其衍生物，过渡金属元素的单质及其衍生物，优选的为Si，Sn，C单质或其氧化物，以及以纳米硅为功能增强相，硬碳或软碳为基体制备的微米复合颗粒。

4.根据权利要求1所述的一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料的制备方法，其特征在于：在步骤A1中，所述碳源和催化剂以固相或液相的形式置入反应器，或者将碳源和催化剂气化，并混合惰性气体通入反应器内进行裂解沉积。

5.根据权利要求1所述的一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料的制备方法，其特征在于：在步骤A2中，所述升温为匀速升温或非匀速升温，或者在升温过程中设置中间保温环节，但平均升温速率应控制在0.2℃每分钟至20℃每分钟之间。

6.根据权利要求1所述的一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料的制备方法，其特征在于：所述惰性气体包括氮气、氩气、或其混合气体，所述惰性气体的每分钟通气量不大于反应器总体积的20%，优选为0.1%-10%。

7.根据权利要求1所述的一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料的制备方法，其特征在于：所述气压为恒压或脉冲式气压，当采用脉冲式气压时，所述气压的压力取中值气压，极限压力与中值气压的压差不大于中值气压的±30%。

8.根据权利要求1所述的一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料的制备方法，其特征在于：所述催化剂为钼、铜、镍、铁、钴、铬、铂、钛、锑、锰、铝、硅中的一种单质或多种单质的合金、共价化合物、配合物、络合物或茂合物；所述催化剂的质量分数不大于10%，优选为0.05%-5.5%。

9.一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料，其特征在于：所述锂电池阳极材料是根据权利要求1所述的一种以延展性碳材料包覆的锂电池阳极材料的制备方法制备得到的；所述锂电池阳极材料具有核壳结构；其中，壳结构为延展性碳材料包覆层，所述延展性碳材料包覆层由数层N掺杂的类石墨碳层构成；核结构为在摇椅式锂离子电池体系内通过脱嵌锂进行充放电过程中带有体积膨胀的活性物质颗粒。