[发明专利]具有多孔碳包覆层的负极材料、其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种具有多孔碳包覆层的负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将酚醛树脂分散到有机溶剂中，得到酚醛树脂溶液；

(2)采用步骤(1)所述酚醛树脂溶液进行还原乳化，然后冷冻干燥，得到改性酚醛树脂；

(3)对步骤(2)所述改性酚醛树脂进行造孔处理，得到多孔碳；

(4)采用步骤(1)所述酚醛树脂溶液和步骤(3)所述多孔碳，将多孔碳和含碳负极材料分散在酚醛树脂溶液中进行液相包覆，干燥，热处理，得到具有多孔碳包覆层的负极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述有机溶剂为环己醇和无水乙醇的混合溶剂；

优选地，所述环己醇和无水乙醇的质量比为(0.6～0.8):1；

优选地，步骤(1)所述酚醛树脂和有机溶剂的质量比为(1～3):100。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述还原乳化采用的试剂为甲醛和氨水的混合物；

优选地，所述酚醛树脂、甲醛和氨水中的NH₃的质量比为1:(0.3～0.6):(0.2～0.4)；

优选地，步骤(2)所述冷冻干燥的温度为-80～-45℃。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)的所述造孔处理中，造孔剂包括碱金属氢氧化物或硝酸溶液；

优选地，步骤(3)所述改性酚醛树脂和造孔剂的质量比为(1～4):1，优选为3:1；

优选地，步骤(3)所述造孔处理中，活化温度为600～800℃，优选为650～700℃，

优选地，所述多孔碳中的孔包括微孔和介孔，

优选地，所述多孔碳中，所述微孔的含量最大，所述介孔的含量次之。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述含碳负极材料包括石墨和硅碳材料中的至少一种；

优选地，所述石墨包括天然石墨和/或人造石墨；

优选地，步骤(4)所述多孔碳和含碳负极材料的质量比为(0.02～0.2):1，优选为(0.06～0.08):1；

优选地，步骤(4)所述酚醛树脂溶液和含碳负极材料的质量比为(0.04～0.1):1，优选为(0.05～0.1):1；

优选地，步骤(4)所述液相包覆过程中，同时对多孔碳和含碳负极材料、酚醛树脂溶液进行搅拌，所述搅拌的时间优选为2～8h；

优选地，步骤(4)所述热处理的温度为750～900℃，优选为800～900℃；

优选地，步骤(4)所述热处理的时间为2～8h，优选为4～6h；

优选地，步骤(4)所述热处理在保护性气体保护下进行，所述保护性气体包括氮气、氩气和氦气中的至少一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(2)冷冻干燥之后进行预碳化的步骤；

优选地，所述预碳化的温度为600～800℃。

7.根据权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(4)所述干燥之后热处理之前进行下述步骤：

将干燥产物与碳前驱体混合，得到复合粉体，所述复合粉体用于所述的热处理；

优选地，所述碳前驱体选自沥青、酚醛树脂和环氧树脂中的至少一种；

优选地，所述碳前驱体占复合粉体质量的3～10％。