[发明专利]一种无定形碳材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种无定形碳材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)对无定形碳前驱体进行预处理，得到第二前驱体；

(2)对步骤(1)所述第二前驱体进行烧结，得到第三前驱体；

(3)对步骤(2)所述第三前驱体进行活化，得到的第四前驱体；

(4)对步骤(3)所述第四前驱体进行还原加氢，得到所述无定形碳材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无定形碳前驱体包括软炭前驱体和/或硬炭前驱体；

优选地，所述软炭前驱体包括纤维素、沥青、焦类或中间相碳微球中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述硬炭前驱体包括树脂、高分子聚合物、沥青或生物质中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述生物质包括明胶、淀粉、椰子壳、杏仁壳、核桃壳、桃核壳、枣核壳、秸秆、木屑、稻壳或酒糟中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述预处理包括预碳化、粉碎和纯化；

优选地，所述预碳化的方法包括：将无定形碳前驱体置于密闭容器中，在保护性气体下，升温到预碳化温度，保温反应，反应后冷却；

优选地，所述密闭容器包括管式炉、箱式炉、回转炉或推板窑炉中的任意一种；

优选地，所述保护性气体包括氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述预碳化温度为300～800℃；

优选地，所述保温反应的时间为0.2～24h，优选为0.5～5h；

优选地，所述冷却将温度降低至20～30℃；

优选地，所述粉碎的方法为气流粉碎或球磨；

优选地，所述粉碎将经过预碳化后的无定形碳前驱体粉碎至中值粒径为2.0～30.0μm，优选为4.0～15.0μm，进一步优选为5.0～9.0μm；

优选地，所述纯化的方法包括：将经过粉碎后的无定形碳前驱体、无机酸和水混合，固液分离，洗涤分离得到的固体，烘干，得到所述第二前驱体；

优选地，所述无机酸包括盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、氢氟酸或氢硫酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述经过粉碎后的无定形碳前驱体、无机酸和水的质量比为1:(0.2～2):(2～15)，优选为1:(0.5～1):(5～10)；

优选地，所述混合的方法为搅拌混合；

优选地，所述混合的时间为0.5～24h，优选为1～5h；

优选地，所述固液分离的方法为抽滤分离；

优选地，所述洗涤为水洗至中性。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述烧结的方法包括：在保护性气体下，于密闭容器中对步骤(1)所述第二前驱体进行烧结，冷却后得到所述第三前驱体；

优选地，所述保护性气体包括氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述密闭容器包括管式炉、箱式炉、回转炉或推板窑炉中的任意一种；

优选地，所述烧结的温度为900～1300℃；

优选地，所述烧结的升温速率为1～20℃/min；

优选地，所述烧结的时间为0.5～10h，优选为1～3h；

优选地，所述冷却将温度降低至20～30℃。