[发明专利]碳负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳负极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将D50为5-15μm的煤液化沥青基针状焦与沥青进行混合，并将得到的混合物进行包覆处理，得到包覆产物；

(2)将所述包覆产物进行焦化处理，得到焦化产物；

(3)将所述焦化产物进行石墨化处理，得到碳负极材料；

其中，步骤(1)-(3)各自独立地在惰性气体气氛中进行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述煤液化沥青基针状焦的真密度≥2.1g/cm³，优选为≥2.14g/cm³；热膨胀系数＜1.1×10^-6℃，优选为≤1×10^-6℃；硫含量＜0.5wt％，优选为＜0.2wt％；灰分含量＜0.2wt％，优选为＜0.1wt％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述沥青选自煤液化沥青、石油沥青、煤沥青和天然沥青中的至少一种，优选为煤液化沥青；

优选地，所述煤液化沥青的软化点为200-250℃，优选为230-250℃；结焦值≥85％，优选为85-90％；灰分含量≤0.05wt％，优选为≤0.02wt％；

优选地，所述沥青的D50≤74μm。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述煤液化沥青基针状焦与沥青的重量比为85-95：5-15，优选为90-95：5-10。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述包覆处理的条件包括：温度高于所述沥青的软化点，优选为300-350℃；时间为0.1-2h，优选为0.5-1h。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述焦化处理的条件包括：温度为450-600℃，优选为450-500℃；时间为1-30min，优选为5-15min。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述石墨化处理的条件包括：温度为2500-3000℃，优选为2800-3000℃；时间为0.1-8h，优选为0.5-1h；

优选地，在所述石墨化处理之前，将所述包覆产物冷却至室温。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，所述惰性气体选自氮气、氦气、氩气和氖气中的至少一种，优选为氮气；

优选地，该方法还包括：在所述石墨化处理后，将石墨化产物冷却至室温后，得到碳负极材料。

9.权利要求1-8中任意一项所述的方法制得的碳负极材料。

10.权利要求9所述的碳负极材料在锂离子电池中的应用。