[发明专利]一种含准金属态锂的无定形碳基复合负极材料的制备方法和应用

权利要求书

1.一种无定形碳基复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：

S1）将无定形碳、粘结剂和导电剂制成混合浆料，将所述混合浆料均匀涂抹在金属集流体上，烘干，制备得到无定形碳电极，以所述无定形碳电极作为负极；所述无定型碳的sp2杂化的碳层间距或无序碳组成的纳米孔为0.34~2 nm；

S2）利用所述无定形碳电极和锂组成半电池，将锂/碳半电池通过放电对无定形碳负极进行锂化，所述锂化是指将半电池放电到0 V以下后继续放电至锂的成核过电位之前截止，得到含准金属态锂的无定形碳基复合负极材料；或者，

将无定形碳负极和含锂的正极材料组成全电池，正极材料的容量值为无定形碳负极材料的嵌锂理论容量的101-500%，在0.05-1C下充电至3.5-6 V使正极中的锂脱出，在充电过程中正极脱出来的锂在无定形碳负极中生成准金属态锂，得到含准金属态锂的无定形碳基复合负极材料；

所述准金属态锂的存在形式介于LiC₆和锂Li之间，以原子或小团簇的形式存在于无定形碳的纳米限域空间内。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无定形碳选自软碳、硬碳、活性炭、洋葱碳、玻璃碳、碳纳米管中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述无定形碳为硬碳。

4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无定型碳的比表面积为0.1~500m² g^-1；

和/或，所述无定型碳的平均粒径为0.1~20 µm。

5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述无定型碳的比表面积为1~20 m²g^-1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电剂选自炭黑类导电剂、碳纤维、科琴黑或碳纳米管中的至少一种；

和/或，所述粘结剂选自羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶或聚偏氟乙烯中的至少一种。

7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述导电剂选自Super P导电炭黑。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2）中，所述半电池或全电池中还包括电解液。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2）中，金属锂的成核过电位截止条件为半电池的最大容量、放电电压或放电时间。

10.一种无定形碳基复合负极材料，其特征在于，所述无定形碳基复合负极材料通过权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到，所述无定形碳基复合负极材料包括准金属态锂和所述的无定形碳，所述准金属态锂在无定形碳的纳米限域空间内。

11. 根据权利要求10所述的无定形碳基复合负极材料，其特征在于，所述纳米限域空间为0.34~2 nm。

12. 根据权利要求10所述的无定形碳基复合负极材料，其特征在于，在所述无定形碳基复合负极材料中，所述准金属态锂的含量小于60 wt%。

13. 根据权利要求12所述的无定形碳基复合负极材料，其特征在于，所述准金属态锂的含量大于0.1 wt%且小于60 wt%。

14.权利要求11-13任一项所述的无定形碳基复合负极材料在储能电池中的应用。