[发明专利]类石墨结构的锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种类石墨结构的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述类石墨结构的锂离子电池负极材料是BCN化合物，具有纤维晶体结构，晶体的层间距在0.300～0.400之间，其粒度为1～75μm，锂嵌入该材料电位为0.2～0.8V，脱出电压为0.2～1.0V。

2.根据权利要求1所述的类石墨结构的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述类石墨结构的锂离子电池负极材料具有100-1500mAh/g的首次放电比容量。

3.一种类石墨结构的锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：一、按含氮化合物与硼酸的物质的量比为6～1∶1～6，分别将含氮化合物在25～100℃水中溶解，硼酸在25～100℃水中溶解，然后将硼酸慢慢注入已溶解的含氮化合物溶液中，搅拌0.1～10h，回流，自然冷却至室温，得到针状前驱体；

二、将针状前驱体与锂源混合均匀后，置于加热反应装置中，按1～15℃/min的升温速度，升温到300～1500℃范围内，保温2～96h，进行碳化处理；三、将获得的材料，置于加热装置中，按1～15℃/min的升温速度升温到2000-3500℃保温20-360h，进行石墨化处理，获得具有纤维晶体结构，晶体的层间距在0.300～0.400nm之间的电极材料。

4.根据权利要求3所述的类石墨结构的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述升温前针状前驱体与锂源物质按1∶＞0～6的质量比球磨混合均匀。

5.根据权利要求4所述的类石墨结构的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述含氮化合物是吡咯类、胺类、嗪类、吡啶类、尿素和氨基酸类中任一种或两种以上物质的混合物。

6.根据权利要求5所述的类石墨结构的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述锂源物质是氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、氯化锂、硫酸锂、硝酸锂、碘化锂、叔丁醇锂、苯甲酸锂、甲酸锂、氟化锂、铬酸锂、四水柠檬酸锂、四氯铝酸锂、溴化锂、四氟硼酸锂和草酸锂中任一种或两种以上的物质的混合物。

7.根据权利要求6所述的类石墨结构的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述的加热装置为管式炉、马弗炉或回转炉，所述针状前驱体与锂源混合采用行星式球磨或滚筒球磨，混合介质为不锈钢、玛瑙或氧化锆中的一种或两种。

8.根据权利要求7所述的类石墨结构的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述炭化/石墨化过程中连续通入氮气、氩气、氖气、氦气、氢气、水煤气和天然气中任一种气体或两种以上的混合气体。

9.根据权利要求8所述的类石墨结构的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述气体或混合气体气流的流速为20-1000毫升/分。

10.根据权利要求9所述的类石墨结构的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述具有纤维晶体结构的物质进行粉碎、球化、分级、筛分、除磁处理，得到平均粒径为1～75μm的电极材料。