[发明专利]一种用于锂电池的碳材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种用于锂电池的碳材料及其制备方法，通过在碳材料表面包覆一层聚合物，然后在聚合物的位点上接枝磺酸锂基团，由于聚合物对碳材料的包覆量较大，导致磺酸锂基团的接枝量也较大。碳材料上接枝磺酸锂基团有助于提升其亲水性，增强它在溶剂中的分散性，同时增强了电子导电性及离子电导率。最后锂化处理得到含锂化磺酸基的碳材料，锂化磺酸基的接枝量较大，对于其在锂电池中的应用有着重要的作用。

主权项

一种用于锂电池的碳材料及其制备方法，其特征在于该制备方法步骤如下：取质量比为1∶0.01～0.25的碳材料与聚合物单体按固液比为1∶30～50加入到分散剂中进行分散，然后用滴液漏斗缓慢滴加用同样分散剂分散的引发剂，聚合物单体与引发剂的比例为质量比1∶1～5，以100～1000转/分钟的转速搅拌加热至40～200℃反应1～48小时，得到聚合物包覆的碳材料，然后按固液比为1∶30～50将该复合材料分散于有机溶剂中，缓慢滴入同样有机溶剂溶解的氯磺酸，聚合物单体与氯磺酸的质量比为1∶0.1～0.8，有机溶剂氯磺酸的质量比为1∶0.01～0.1，以100～1000转/分钟的转速搅拌加热至40～200℃反应1～48小时，最后用锂化试剂对其进行锂化处理，得到含锂化磺酸基质量分数为0.01％～20％的改性碳材料；所述碳材料为微孔碳、活性碳、生物碳、中孔炭、介孔碳、大孔碳、介孔微孔碳、大孔微孔碳、大孔介孔碳、大孔介孔微孔碳、石墨、石墨烯、纤维碳、碳黑、碳纳米管或乙炔黑；所述聚合物为聚苯胺、聚噻吩、聚多巴胺、聚吡咯或聚丙烯腈；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰或叔丁基过氧化氢；所述分散剂为稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸或水；所述有机溶剂为氯乙烷、1，2‑二氯乙烷、1，1，2‑三氯丙烷或1，2，3‑三氯丁烷；所述锂化试剂为金属锂、氢氧化锂、氧化锂或碳酸锂。