[发明专利]一种高容量锂电池负极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池负极材料技术领域，特别是涉及一种高容量锂电池负极材料及其制备方法，包括一种高容量锂电池负极材料和一种高容量锂电池负极材料的制备方法。本发明通过先用索氏提取器以正己烷为有机溶剂将中温煤沥青中有机物提取出来得到正己烷不溶物,再将提取出来的正己烷不溶物与二甲基硅油以一定比例置于超声波清洗器中搅拌混合均匀，置于高温反应钵中加热至一定温度得到MCMB的悬浮液。再经离心分离，用正己烷溶剂抽提至无色,置于65℃干燥箱中恒温1h，得到MCMB，采用一种MCMB的新型制备方法，打破了传统的热缩聚法，乳液法以及悬浮法，针对了以上三种方法所存在的优缺点，结合了传统热缩聚法与悬浮法。

技术领域

本发明涉及锂电池负极材料技术领域，特别是涉及一种高容量锂电池负极材料及其制备方法。

背景技术

在锂电池四大材料中，负极材料的技术相对最成熟。通常将锂电池负极材料分为两大类：碳材料和非碳材料。其中碳材料又分为石墨和无定形碳，如天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软炭(如焦炭)和一些硬炭等；其他非碳负极材料有氮化物、硅基材料、锡基材料、钛基材料、合金材料等，目前主要是中间相碳微球(MCMB)、天然石墨(NGR)和硬碳(HC)，MCMB的理论基础为沥青加热到350℃时，经热解、脱氢、环化、缩聚和芳构化等反应，形成分子量大、热力学稳定的多核芳经化合物的低聚物，并相互堆积、成为两维有序的聚集体，随反应程度的提高，低聚物的分子量和深度增大。由于缩聚分子呈平面状，分子厚度几乎不变。随分子量增加，分子长径比不断增加，当长径比超过(chaoguo)一临界值时，发生相转变，成为有序的片状液晶体，随片状液晶体浓度增加，为使平行排列的平面分子所形成的新相稳定，要求体系表面自由能最小，因而转化为表面体积最小的圆球形。；

到目前为止，制备MCMB的主要方法是三种:热缩聚法、乳液法、悬浮法。日本KEsumi等人对煤沥青QS组分进行热缩聚后,得到含有中间相小球的沥青,经溶剂分离后只得到中间相沥青小球(QI92.3％，BI97.0％，挥发分17.3％，灰分0.3％，C/H比2.314，直径2-15um)。缩聚法具有工序简单、制备条件容易控制、易实现连续生产等优点。但也存在小球尺寸分布宽、形状和尺寸不均匀等问题，由于缩聚过程中要防止小球的融并，因此反应程度不能太高，从而限制了MCMB的收率。1988年日本M Kodama等提出了乳化法制备MCMB，李铁虎等人以石油渣油为原料，采用乳化法来制备MCMB,其基本操作过程与以上方法类似，最终得到圆整度好、收率高、球径分布窄的MCMB；与热缩聚法相比,乳化法制备的MCMB缩聚程度高,内部轻组分含量低,而且杂质少，微球尺寸分布窄,因此可以获得高性能的产物。但乳化法生产工艺复杂繁琐，制备的MCMB必须经过不熔化处理，而且制备过程中存在困难，如中间相均匀研磨,反应过程的控制和MCMB从基质中分离等，SHYoon等人对悬浮法作了深入的研究，通过考察不同悬浮体系(水、甲醇、甘油等)的结果,探讨了中间相沥青成球机理。同乳化法相比，悬浮法由于使用了表面活性剂，能够有效防止中间相小球的凝结和结絮,通过温度和搅拌速度的控制，可以控制中间相小球体的尺寸，但这种方法要求可溶性中间相沥青,而且与乳化法一样，工艺条件控制难度大，中间相沥青微球产物经过不熔化处理,因此还有待进一步完善；

因此提出一种高容量锂电池负极材料及其制备方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高容量锂电池负极材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高容量锂电池负极材料，包括中间相炭微球，其特征在于，所述中间相炭微球通过中间相沥青制备得到。

本发明要解决的另一项技术问题是提供一种高容量锂电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：原料制备；

S2：形成中间相沥青；

S3：搅拌加热；

S4：冷却；

S5：离心分离；