[发明专利]一种焦炭无需石墨化制备的负极材料

说明书

本发明属于焦炭制备负极材料技术领域，尤其是一种焦炭无需石墨化制备的负极材料，针对现有的锂离子的负极材料制备方式复杂，需要进行石墨化，同时需搭建高温环境，造成资源浪费的问题，现提出如下方案，其包括以下重量百分比成分：沥青原料30‑40％、有机溶剂5‑8％、催化剂1‑2％、表面活性剂1‑2％、石墨烯3‑6％以及其余的包裹原料；有机溶剂包括机溶液和金属盐的混合液；催化剂包括可溶性的铁、钴、镍的乙酸盐、硝酸盐、氯化盐、钒、钛、金、银、锂中的至少两种混合物。本发明通过沥青原料与有机溶剂、催化剂、表面活性剂、石墨烯混合，然后使用惰性气体进行炭化，无需石墨化制造人造石墨技术，产品成本低。

技术领域

本发明涉及焦炭制备负极材料技术领域，尤其涉及一种焦炭无需石墨化制备的负极材料。

背景技术

锂离子电池包含两个电极(正极、负极)，每个电极中都有一层活性物质以及能够与外部电路连接的集流器，在电池充放电过程中，通过一定量的电解液，电荷会以离子状态进行传输，传输的过程便是电池内部的氧化还原反应，在锂电池的中间还有一层隔板，这层隔板对两个电极有着绝缘的作用，用于电荷离子的通过并组织电子的内部转移。锂电池工作时主要的移动离子是阳离子，电池充电时，正极的锂原子电离为带正电荷的锂离子和电子，带正电的锂离子从正极出发，穿过薄膜后到达负极，并在负极与电子合成锂原子。电池放电时则完全相反，锂离子从负极材料表面电离为锂离子和电子，其中带正电荷的锂离子从负极出发，穿过薄膜后到达正极，并与电子合成锂原子。锂离子电池能否成功地制成，关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子的负极材料。

现有的锂离子的负极材料制备方式复杂，需要进行石墨化，同时需搭建高温环境，造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的锂离子的负极材料制备方式复杂，需要进行石墨化，同时需搭建高温环境，造成资源浪费的缺点，而提出的一种焦炭无需石墨化制备的负极材料。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种焦炭无需石墨化制备的负极材料，包括以下重量百分比成分：沥青原料30-40％、有机溶剂5-8％、催化剂1-2％、表面活性剂1-2％、石墨烯3-6％以及其余的包裹原料；

有机溶剂包括机溶液和金属盐的混合液；

催化剂包括可溶性的铁、钴、镍的乙酸盐、硝酸盐、氯化盐、钒、钛、金、银、锂中的至少两种混合物；

包裹原料包括煤焦油、煤沥青中的至少一种。

优选的，所述包括以下重量百分比成分：沥青原料33-36％、有机溶剂6-7％、催化剂1.2-1.6％、表面活性剂1.3-1.6％、石墨烯4-5％以及其余的包裹原料。

优选的，所述包括以下重量百分比成分：沥青原料35％、有机溶剂6.5％、催化剂1.4％、表面活性剂1.5％、石墨烯4.5％以及其余的包裹原料。

优选的，所述制备有机溶剂的步骤包括：将金属盐和有机溶液加入混合器中采用温度为40-60℃，转速300-400r/min的搅拌速度，搅拌30-40min。

优选的，所述制备催化剂的步骤包括：将可溶性的铁、钴、镍的乙酸盐、硝酸盐、氯化盐、钒、钛、金、银、锂中的至少任意两种加入混合器中采用温度为50-60℃，转速350-500r/min的搅拌速度，搅拌20-30min。

优选的，其制备方式包括以下步骤：

S1：首先将沥青原料与有机溶剂混合，并加入催化剂、表面活性剂、石墨烯；

S2：收集混合物，通入惰性气体进行炭化，炭化时间为1-3h，得到焦炭；

S3：筛分得到颗粒；

S4：收集颗粒与包裹料混合进行包裹，烘烤、成型；