[发明专利]一种石榴结构微球及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石榴结构微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备至少由低残碳有机物与负极材料粉体组成的均质浆料，所述低残碳有机物选自葡萄糖、水溶性淀粉或水性聚氨酯中的任意一种或多种的混合；

2）将步骤1）得到的所述均质浆料造粒，得到负极材料粉体与低残碳有机物的第一球形混合物；

3）制备至少由高含碳量的热固性有机物和步骤2）得到的所述第一球形混合物组成的均匀料浆，所述的高含碳量的热固性为酚醛树脂、环氧树脂或脲醛树脂中的一种或多种；

4）将步骤3）得到的所述均匀浆料造粒，得到负极材料粉体、低残碳有机物和高含碳量有机物的第二球形混合物；

5）将步骤4）得到的所述第二球形混合物在保护气氛下进行高温碳化处理，即得所述的石榴结构微球；

其中，步骤3）的均匀料浆所用的溶剂不溶解步骤2）得到的所述第一球形混合物。

2.根据权利要求1所述的石榴结构微球的制备方法，其特征在于，步骤1）中：

所述负极材料粉体选自Si粉、Sn粉、SnO₂粉、SiO_x粉、Fe₂O₃粉或TiO₂粉中的任意一种或多种的混合。

3.根据权利要求2所述的石榴结构微球的制备方法，其特征在于，步骤1）中：

所述负极粉体的粒度为100nm~20μm；

所述均质浆料的浓度为1wt%~10wt%；

所述均质浆料中，所述负极材料粉体与所述低残碳有机物的质量比为1:(1~5)。

4.根据权利要求3所述的石榴结构微球的制备方法，其特征在于，步骤1）中：所述均质浆料中还包括聚乙烯吡咯烷酮、碳纳米管和水，所述负极材料粉体、所述低残碳有机物、聚乙烯吡咯烷酮、碳纳米管与水按质量比为(1~3): (1~5): (0.1~0.3): (0.01~0.03):(20~100)。

5.根据权利要求1所述的石榴结构微球的制备方法，其特征在于，步骤3）中：

所述均匀料浆的浓度为5wt%~20wt%；

所述均匀料浆中，所述第一球形混合物与所述高含碳量的热固性有机物的质量比为1:(1~3)。

6.根据权利要求5所述的石榴结构微球的制备方法，其特征在于，步骤3）中：所述均匀料浆中还包括固化剂、鳞片石墨和水，所述第一球形混合物、所述高含碳量的热固性有机物、所述固化剂、鳞片石墨和水的质量比为(1~2): (1~3): (0~0.5): (0.5~1): (7~25)。

7.根据权利要求1所述的石榴结构微球的制备方法，其特征在于，步骤5）中：

所述高温碳化处理的条件为：升温至170~250℃，保持1~4h，然后再升温至700~900℃煅烧2~6h；

保护气氛为氩气、氮气或氦气。

8.根据权利要求1至7任一所述的石榴结构微球的制备方法，其特征在于：

步骤2）中，所述的造粒为喷雾造粒，雾化温度为150~220℃，压力为1~3bar；

步骤4）中，所述的造粒为喷雾造粒，雾化温度为150~220℃，压力为1~3bar。

9.一种根据权利要求1至8任一所述的制备方法制备得到的石榴结构微球。

10.一种根据权利要求9所述的石榴结构微球的应用，其特征在于：作为锂离子电池负极材料。