一種瀝青基納米多孔碳材料、使用該多孔碳材料的負極材料及鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種瀝青基納米多孔碳材料、使用該多孔碳材料的負極材料及鋰離子電池，所述瀝青基納米多孔碳材料主要由以下原料制成：瀝青0.1～10g、無水三氯化鋁3～50g、無水四氯化碳100～400ml、反應終止劑200～500ml，上述各原料的量可以按比例進行任意調整。本發明的瀝青基納米多孔碳材料，主要由瀝青、無水三氯化鋁、無水四氯化碳和反應終止劑制成，采用納米造孔技術，使瀝青與無水四氯化碳發生Friedel-Crafts交聯反應，所得瀝青基碳材料具有多孔結構和高比表面積，使用該瀝青基納米多孔碳材料制備的負極材料具有吸液保液能力強、加工性能佳、價格便宜等特性，可以大幅度提高鋰離子電池的循環性能。
【專利說明】一種瀝青基納米多孔碳材料、使用該多孔碳材料的負極材 料及鋰離子電池
【技術領域】
[0001]本發明屬于多孔碳材料【技術領域】，具體涉及一種瀝青基納米多孔碳材料，同時還 涉及一種使用該多孔碳材料的負極材料及鋰離子電池。
【背景技術】
[0002]負極材料是鋰離子電池的主要組成部分，并對鋰離子電池的循環性能、安全性能 及其倍率性能產生重要影響。而市場要求負極材料具有較好的循環性能、加工性能及其優 異$吸液能力。目前市場上所用的石墨類負極材料由于具有較小的比表面積，造成材料的 吸液能力較差、循環性能一般，因此開發出一種具有較大比表面積的負極材料成為提高負 極材料性能的選擇之一。
[0003]造孔技術是提高材料比表面積的方法之一，即在材料表面制備出具有納米孔的碳 材料，以提高材料的吸液保液能力，從而提高材料的循環性能。目前，制備納米孔碳材料的 方法主要有軟模板法和硬模板法，但是這兩種方法都需要加入模板，存在工序復雜、合成條 件可刻、過程難以控制、價格昂貴等問題，限制了其廣泛應用。因此，采用無模板法制備多孔 碳材料成為一種不錯的選擇。
[0004]瀝青是棕褐色有機膠凝狀物質，主要成分是瀝青質和樹脂，其次有高沸點的礦物 油和少量的氧、硫和氯的化合物，常溫下是粘稠狀液體或固體。由于浙青具有資源豐富、價 格低廉、含碳量高、流動性好、易石墨化的優點，因此成為制備石墨類材料的常用材料，但是 由于浙青基材料具有比表面積小、吸液性能差等缺陷，限制了其材料性能的充分發揮。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種比表面積大、吸液性能好的浙青基納米多孔碳材料。 [0006]本發明的第二個目的是提供一種使用上述瀝青基納米多孔碳材料的負極材料。 [0007]本發明的第三個目的是提供一種使用上述負極材料的鋰離子電池。
[0008]為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種瀝青基納米多孔碳材料，所 述多孔碳材料主要由以下原料制成：浙青〇. 1?10g、無水三氯化招3?5〇g、無水四氯化碳 100?400ml、反應終止劑200?500ml,上述各原料的量可以按比例任意調整。
[0009]所述反應終止劑為乙醇與水的體積比為100:50?1〇〇的混合液。
[0010] 所述的水為二次蒸餾水。
[0011] 所述多孔碳材料是將瀝青溶于無水四氯化碳，再加入無水三氯化鋁作為催化劑進 行Friedel-Crafts反應（付克反應），后用反應終止劑終止反應，取固體產物進行炭化后得 到。
[0012] 所述多孔碳材料是將浙青溶于無水四氯化碳，再加入無水三氯化鋁作為催化劑進 行Friedel-Crafts反應，后用反應終止劑終止反應，取固體產物依次進行炭化、活化后得 到。
[0013] 所述Friedel-Crafts反應的反應溫度為30?75°C，反應時間為2?72h。
[0014] 所述炭化的溫度為300?1000°C，炭化時間為2?12h。所述炭化是在惰性氣氛 下進行的。所述惰性氣氛為200?800ml/min流速的氮氣氣氛。達到炭化溫度的升溫速率 為 2 ?5°C /min。
[0015] 所述活化是依次經活化劑活化、高溫活化。
[0016] 所述活化劑活化中，活化劑與所述炭化得到的碳化物的質量比為1?10:1 ;所述 高溫活化的溫度為500?900?，活化時間為6?12h。
[0017] 所述活化劑為NaOH。活化劑活化時，將所述炭化得到的碳化物與NaOH加入水/乙 醇混合液中充分混合，后干燥。
[0018] 所述髙溫活化是在惰性氣氛下進行的。所述惰性氣氛為2〇0?800ml/min流速的 氮氣氣氛。達到高溫活化溫度的升溫速率為1?2°c /min。
[0019] 高溫活化后，活化產物經洗滌、過濾和千燥后，得到所述的瀝青基納米多孔碳材 料。
[0020] 所述洗滌之前，將活化產物的溫度降低至50°c以下。所述洗滌是用去離子水和濃 鹽酸按5? 2〇: 1的體積比混合而成的溶液在沸騰條件下洗滌2?8次，再用去離子水洗滌 1?4次。所述干燥的溫度為80?100°C，干燥時間為12?24h。
[0021] 所述瀝青基納米多孔碳材料，具體是由以下方法制備的：
[0022] 1)將0. 1?10g的瀝青加入6?300ml的無水四氯化碳中，攪拌溶解，得混合物 A；
[0023] 2)將3?50g的無水三氯化鋁加入剩余的無水四氯化碳中（無水四氯化碳的總用 量為100?400ml)，無水三氯化銀溶解后，再加入步驟1)所得混合物A，攪拌條件下加熱回 流進行Friedel-Crafts反應，后加入2〇0?5〇Oml的反應終止劑終止反應，取反應所得混 合體系依次經過濾、洗滌、過濾、干燥后，得固體產物；
[0024] 3)將步驟2)所得固體產物置于惰性氣體氣氛下加熱炭化，得碳化物；
[0025] 4)將活化劑與步驟3)所得碳化物加入水/乙醇混合液中充分混合，后過濾、干燥， 得混合物B ;
[0026] 5)將步驟4)所得混合物B置于惰性氣體氣氛下進行高溫活化，所得活化產物依次 經洗滌、過濾、干燥后，即得所述浙青基納米多孔碳材料。
[0027]其中，步驟4)中所述水/乙醇混合液中，乙醇與水的體積比為100:50? 100。 [0028] 所述的水為二次蒸餾水。 。
[0029]步驟4)中所述水/乙醇混合液的用量為：每5g碳化物加入水/乙醇混合液200? 400ml〇
[0030] 步驟4)中所述千燥溫度為80?10(TC。
[0031] 一種使用上述的浙青基納米多孔碳材料的負極材料，該負極材料是由所述瀝青基 納米多孔碳材料與石墨進行包覆改性、碳化、石墨化、粉碎、球形化后得到石墨碳材料。
[0032]該負極材料的制備方法，包括下列具體步驟： °
[0033] a)包覆改性：將有機溶劑、瀝青基納米多孔碳材料、石墨粉混合，在5〇(rc條件下 攪拌反應8h后，過濾并千燥，得包覆改性材料； '、 C〇〇34] b)碳化：在惰性氣體保護下，將步驟a)所得包覆改性材料升溫至1〇〇(rc并保溫 ------------ 貝 6h后，降溫至100°C以下，粉碎得碳化材料； H、C)石墨化：在惰性氣體保護下，以1?5O /min的升溫速率，將步驟b)所得碳化 材料升溫至28〇0 C并保溫48h后，分步降溫至100-C以下，得石墨化材料； _] d) _、雜化：將頻e)所得石靴材獅碎后，肺材料球雜并分級，即得 所述負極材料。
[0037]所述有機溶劑為四氫呋喃。
[0038]所述浙青基納米多孔碳材料與石墨的質量比為10?40: 100。
[0039] 一種鋰離子電池，該鋰離子電池的負極材料為上述的負極材料。
[0040]本發日騎綱縣碰材料，主麵賭、無水三€、無水醜化碳和反 應終止劑制成，采用納米造孔技術，使瀝青與無水四氯化碳發生Friedel-Crafts交聯反 應，所得浙青基碳材料具有多孔結構和高比表面積，使用該瀝青基納米多孔碳材料制備的 負極材料具有吸液保液能力強、加工性能佳、價格便宜等特性，可以大幅度提高鋰離子電池 的循環性能。
[0041]本發明的瀝青基納米多孔碳材料，是采用納米造孔技術，將瀝青溶于無水四氯化 碳，再加入無水三氯化鋁作為催化劑進行Friedel-Crafts反應，后用反應終止劑終止反 應，取固體產物依次進行炭化、活化后得到的，其制備方法屬于無模板造孔技術，與模板法 相比，具有合成條件簡單、過程容易控制、成本低、造孔效果好的優點。所述活化過程包括活 化劑活化和_溫活化，其中活化劑為NaOH，具有活化效果好、可以造出合適的孔洞，即得到 比表面積適中的多孔碳材料，與Κ0Η活化劑相比，具有對反應設備腐蝕性小、造孔能力適中 (造孔能力過強會造孔過多，從而造成孔結構塌陷，造孔過程較難控制）、過程容易控制、價 格便宜等優點。
[0042]本發明的鋰離子電池用負極材料，是采用上述瀝青基納米多孔碳材料對石墨進 行包覆改性等一系列工藝過程得到的石墨碳材料，具有多孔結構和高比表面積，比表面積 (BET)為100?1000m2/g，孔容為0· 2?〇· 3cm3/g，其中微孔孔容占 20?50%,外部中孔和 大孔孔容占50?S0% ;較目前單純采用瀝青類包覆石墨制備出得負極材料，其吸液保液能 力得到大幅度提高，同時具有加工性能佳，價格便宜等特性，使鋰離子電池的循環性能得到 明顯改善。
[0043]本發明的鋰離子電池，所用負極材料為上述的石墨碳材料，由于負極材料具有極 強的吸液保液能力，從而使鋰離子電池的循環性能得到明顯的改善；以磷酸鐵鋰電池為例， 經試驗測試，使用本發明的負極材料的電池的吸液速度為5. 2g/min，500次循環保持率為 96· 2%,同等條件下采用傳統方法制備的電池的吸液速度3. lg/min，500次循環保持率為 92· 9 %，說明使用本發明的負極材料，鋰離子電池的循環性能得到明顯提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044] 圖1為實施例1所得負極材料的SEM圖；
[0045] 圖2為實施例1所得鋰離子電池的循環曲線圖。
【具體實施方式】
[0046] 下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步的說明。
[0047] 實施例1
[0048]本實施例的瀝青基納米多孔碳材料，主要由以下原料制成：浙青5g、無水三氯化 鋁2〇g、無水四氯化碳250ml、反應終止劑300ml。所述反應終止劑為乙醇與水的混合液。 [00 49]本實施例的瀝青基納米多孔碳材料，是由以下方法制備的： °
[0050] 1)將5g的瀝青加入2〇〇ml的無水四氯化碳中，攪拌溶解，得混合物A ;
[0051]、2)將20g的無水三氯化鋁置于反應釜中，加入50ml的無水四氯化碳中（無水四氯 化碳的總用量為250ml)，無水三氯化鋁溶解后，再加入步驟丨）所得混合物A，攪拌條件下加 熱至50°C，回流進行Friedel-Crafts反應，反應24h后，加入300ml的乙醇與二次蒸餾水的 混合液（乙醇與一次蒸餾水的體積比為1〇〇:5〇)作為反應終止劑終止反應，取反應所得混 合體系依次經過濾、洗滌、過濾、干燥后，得固體產物；
[0052] 3)將步驟2)所得固體產物置于炭化爐中，在惰性氣體（氮氣）氣氛下，以 3t; / min的升溫速率加熱至9〇(TC進行炭化，氮氣的流速為2〇〇ml/min，炭化丨此后，得碳化物； [0053] 4)將50g的活化劑NaOH與知的步驟3)所得碳化物（質量比為 10:丨），加入400ml 的水/乙醇混合液（乙醇與一次蒸溜水的體積比為1〇〇:5〇)中充分混合，過濾后在1〇〇。〇條 件下干燥，得混合物B ;
[0054] 5)將步驟4)所得混合物B置于活化爐中，在惰性氣體（氮氣）氣氛下，以 rc / min的升溫速_卩熱至5〇(TC進行高溫活化，氮氣的流速為_ml/min，高溫活化他后，將 所得活化產物的溫度降低至4(TC后，用去離子水和濃鹽酸按20:1的體積比混合而成的溶 液在沸騰條件下洗滌5次，再用去離子水洗滌 2次，之后過濾，在1〇(rc條件下干燥24h后， 即得所述浙青基納米多孔碳材料。
[0055]本實施例的使用上述的瀝青基納米多孔碳材料的負極材料，是由15g所述瀝青基 納米多孔碳材料與50g石墨進行包覆改性、碳化、石墨化、粉碎、球形化后得到的具有高比 表面積的石墨碳材料。 '
[0056]該負極材料的制備方法，包括下列具體步驟：
[0057] a)包覆改性：將有機溶劑（四氫呋喃）、浙青基納米多孔碳材料、石墨粉依次加入 反應釜中并混合，在5〇0°C條件下攪拌反應8h，反應釜內攪拌速度為40r/min，反應后過濾 并在l〇(TC條件下干燥，得包覆改性材料；
[0058] b)碳化：在惰性氣體（n2)保護下，將步驟a)所得包覆改性材料升溫至1〇〇〇。〇并 保溫6h后，降溫至l〇〇°C以下，粉碎得碳化材料；
[0059] c)石墨化：在惰性氣體（N2)保護下，以rc /min的升溫速率，將步驟b)所得碳化 材料升溫至28〇0°C并保溫48h后，分步降溫至i〇(TC以下，得石墨化材料；
[0060] d)粉碎、球形化：將步驟c)所得石墨化材料用粉碎機粉碎后，進行材料球形化并 分級，即得所述負極材料。
[0061]本實施例所得負極材料的SEM圖如圖1所示。從圖i可以看出，實施例i所得負 極材料表面具有較多的微孔結構，且其分布均勻、合理，結構穩定，無塌陷。
[006^]本實施例的鋰離子電池，以上述的石墨碳材料為負極材料，以磷酸鐵鋰為正極材 料'米用LiPF6/EC+DEC(體積比1 : 1)為電解液，celgard2400膜為隔膜,制備出5AH軟包 電池。
[0063] 實施例2
[0064]本實施例的瀝青基納米多孔碳材料，主要由以下原料制成：瀝青10g、無水三氯化 鋁50g、無水四氯化碳400ml、反應終止劑500ml。所述反應終止劑為乙醇與水的混合液。 [0065] 本實施例的瀝青基納米多孔碳材料，是由以下方法制備的： 。
[0066] 1)將10g的瀝青加入300ml的無水四氯化碳中，攪拌溶解，得混合物a ;
[0067] 2)將50g的無水二氣化錯置于反應爸中，加入i〇〇mi的無水四氛化碳中（無水四 虱化碳的總用里為400ml)，無水二氣化招溶解后，再加入步驟1)所得混合物a，攬祥條件下 加熱至75°C，回流進行Friedel-Crafts反應，反應48h后，加入500ml的乙醇與二次蒸饋水 的混合液（乙醇與二次蒸溜水的體積比為100:70)作為反應終止劑終止反應，取反應所得 混合體系依次經過濾、洗滌、過濾、千燥后，得固體產物；
[0068] 3)將步驟2)所得固體產物置于炭化爐中，在惰性氣體（氮氣）氣氛下，以3。〇 / min的升溫速率加熱至800°C進行炭化，氮氣的流速為800ml/min，炭化4h后，得碳化物； [0069] 4)將2如的活化劑NaOH與5g的步驟3)所得碳化物（質量比為5:1)，加入 200ml 的水/乙醇混合液（乙醇與二次蒸餾水的體積比為100:7〇)中充分混合，過濾后在100。〇條 件下干燥，得混合物B; '、
[0070] 5)將步驟4)所得混合物B置于活化爐中，在惰性氣體（氮氣）氣氛下，以 2〇c / min的升溫速率加熱至900°C進行高溫活化，氮氣的流速為600ml/min，高溫活化6h后，將所 得活化廣物的溫度降低至40°C后，用去尚子水和濃鹽酸按5:1的體積比混合而成的溶液在 沸騰條件下洗滌5次，再用去離子水洗滌2次，之后過濾，在i〇(TC條件下干燥24h后，即得 所述瀝青基納米多孔碳材料。
[0071]本實施例的使用上述的浙青基納米多孔碳材料的負極材料，是由5g所述瀝青基 納米多孔碳材料與50g石墨進行包覆改性、碳化、石墨化、粉碎、球形化后得到的亙有高比 表面積的石墨碳材料。 ~
[0072]該負極材料的制備方法，包括下列具體步驟：
[0073] a)包覆改性：將有機溶劑（四氫呋喃）、浙青基納米多孔碳材料、石墨粉依次加入 反應釜中并混合，在500°C條件下攪拌反應池，反應釜內攪拌速度為40r/min，反應后過濾 并在l〇(TC條件下干燥，得包覆改性材料；
[0074] b)碳化：在惰性氣體（n2)保護下，將步驟a)所得包覆改性材料升溫至1〇〇〇。 (：并 保溫6h后，降溫至l〇〇°C以下，粉碎得碳化材料；
[0075]、c)石墨化：在惰性氣體（n2)保護下，以5-c /min的升溫速率，將步驟b)所得碳化 材料升溫至28〇0°C并保溫4汕后，分步降溫至i〇(TC以下，得石墨化材料；
[0076] d)粉碎、球形化：將步驟c)所得石墨化材料用粉碎機粉碎后，進行材料球形化并 分級，即得所述負極材料。
[oom本實施例的鋰離子電池，以上述的石墨碳材料為負極材料，以磷酸鐵鋰為正極材 料，米用LiPFs/EC+DEC(體積比1 : 1)為電解液，Celgard2400膜為隔膜，制備出5AH軟包 電池。
[0078] 實施例3
[00=]本實施的瀝青基納米多孔碳材料，主要由以下原料制成：瀝青〇. lg、無水三氯 化鋁3g、無水四氯化碳100ml、反應終止劑2〇〇ml。所述反應終止劑為乙醇與水的混合液。 [00S0]本實施例的瀝青基納米多孔碳材料，是由以下方法制備的：
[0081] 1)將0. lg的瀝青加入6ml的無水四氯化碳中，攪拌溶解，得混合物A ;
[0082] 2)將3g的無水三氯化鋁置于反應釜中，加入94ml的無水四氯化碳中（無水四氯 化碳的總用量為l〇〇ml)，無水三氯化鋁溶解后，再加入步驟1)所得混合物A，攪拌條件下加 熱至30°C，回流進行Friedel-Crafts反應，反應72h后，加入200ml的乙醇與二次蒸飽水的 混合液（乙醇與二次蒸餾水的體積比為100:100)作為反應終止劑終止反應，取反應所得混 合體系依次經過濾、洗滌、過濾、干燥后，得固體產物；
[0083] 3)將步驟2)所得固體產物置于炭化爐中，在惰性氣體（氮氣）氣氛下，以2。(： / min的升溫速率加熱至300°C進行炭化，氮氣的流速為600ml/min,炭化l〇h后，得碳化物； [0084] 4)將10g的活化劑NaOH與5g的步驟3)所得碳化物（質量比為 2:1)，加入3〇〇ml 的水/乙醇混合液（乙醇與二次蒸餾水的體積比為1〇〇: 100)中充分混合，過濾后在卻^條 件下干燥，得混合物B; '、
[0085] 5)將步驟4)所得混合物B置于活化爐中，在惰性氣體（氮氣）氣氛下，以5。〇 / min的升溫速率加熱至75〇°C進行高溫活化,氮氣的流速為_mi/mi n，高溫活化池后，將所 得活化廣物的溫度降低至45°C后，用去離子水和濃鹽酸按1〇:1的體積比混合而成的溶液 在沸騰條件下洗滌8次，再用去離子水洗滌1次，之后過濾，在 9(rc條件下干燥12h后，即得 所述瀝青基納米多孔碳材料。
[0086]本實施例的使用上述的瀝青基納米多孔碳材料的負極材料，是由2〇g所述瀝青基 納米多孔碳材料與5〇g石墨進行包覆改性、碳化、石墨化、粉碎、球形化后得到的具有高比 表面積的石墨碳材料。 ~
[0087]該負極材料的制備方法，包括下列具體步驟： _8] a)包覆改性：將有機溶劑（四氧呋喃）、瀝青基納米多孔碳材料、石墨粉依次加入 反應釜中并混合，在500°C條件下攪拌反應8h，反應釜內攪拌速度為40r/min，反應后過濾 并在10(TC條件下干燥，得包覆改性材料；
[0089] b)碳化：在惰性氣體（n2)保護下，將步驟幻所得包覆改性材料升溫至1〇〇(rc并 保溫6h后，降溫至l〇(TC以下，粉碎得碳化材料；
[0090] c)石墨化：在惰性氣體（N2)保護下，以3°C /min的升溫速率，將步驟b)所得碳化 材料升溫至280(TC并保溫4Sh后，分步降溫至l〇(TC以下，得石墨化材料；
[0091] d)粉碎、球形化：將步驟c)所得石墨化材料用粉碎機粉碎后，進行材料球形化并 分級，即得所述負極材料。
[0092JI本頭施例的鋰咼子電池，以上述的石墨碳材料為負極材料，以磷酸鐵鋰為正極材 料，米用LiPFs/EC+DEC(體積比1 : 1)為電解液，Ceigard2400膜為隔膜，制備出5AH軟包 電池。
[0093] 實施例4
[°094]本實^例的瀝青基納米多孔碳材料，主要由以下原料制成：瀝青lg、無水三氯化 鋁10g、無水四氯化碳2〇〇ml、反應終止劑400ml。所述反應終止劑為乙醇與水的混合液。 [00 95]本實施例的浙青基納米多孔碳材料，是由以下方法制備的：
[00%] 1)將lg的瀝青加入100ml的無水四氯化碳中，攪拌溶解，得混合物A ; =〇97] 2)將j〇g白勺無水三氯化錯置于反應簽中，加入1〇〇ml的無水四氣化碳中（無水四 氯化碳的總用量為200ml)，無水三氯化鋁溶解后，再加入步驟丨）所得混合物A，攪拌條件下 加熱至75°C，回流進行Friedel-Crafts反應，反應2h后，加入400ml的乙醇與二次蒸飽水 的混合液（乙醇與二次蒸餾水的體積比為100:80)作為反應終止劑終止反應，取反應所得 混合體系依次經過濾、洗滌、過濾、干燥后，得固體產物；
[0098] 3)將步驟2)所得固體產物置于炭化爐中，在惰性氣體（氮氣）氣氛下，以 5? / min的升溫速率加熱至l〇〇〇°C進行炭化，氮氣的流速為400ml/min，炭化2h后，得碳化物； [00"] 4)將5g的活化劑NaOH與5g的步驟3)所得碳化物（質量比為1:1)，加入 200ml 的水/乙醇混合液（乙醇與二次蒸餾水的體積比為100:80)中充分混合，過濾后在100。〇條 件下干燥，得混合物B;
[0100] 5)將步驟4)所得混合物B置于活化爐中，在惰性氣體（氮氣）氣氛下，以rC / min的升溫速率加熱至600°C進行高溫活化，氮氣的流速為200ml/min，高溫活化l〇h后，將 所得活化產物的溫度降低至35°C后，用去離子水和濃鹽酸按15:1的體積比混合而成的溶 液在沸騰條件下洗滌2次，再用去離子水洗滌4次，之后過濾，在8(TC條件下干燥16h后，即 得所述瀝青基納米多孔碳材料。
[0101]本實施例的使用上述的瀝青基納米多孔碳材料的負極材料，是由10g所述瀝青基 納米多孔碳材料與5〇g石墨進行包覆改性、碳化、石墨化、粉碎、球形化后得到的具有高比 表面積的石墨碳材料。
[0102]該負極材料的制備方法，包括下列具體步驟：
[0103] a)包覆改性：將有機溶劑（四氫呋喃）、瀝青基納米多孔碳材料、石墨粉依次加入 反應釜中并混合，在5〇〇°C條件下攪拌反應8h，反應釜內攪拌速度為40r/min,反應后過濾 并在l〇〇°C條件下干燥，得包覆改性材料； _4] b)碳化：在惰性氣體（n2)保護下，將步驟a)所得包覆改性材料升溫至1〇〇〇。〇并 保溫6h后，降溫至100°C以下，粉碎得碳化材料；
[0105] c)石墨化：在惰性氣體（N2)保護下，以2°C /min的升溫速率,將步驟b)所得碳化 材料升溫至28〇0°C并保溫48h后，分步降溫至l〇(TC以下，得石墨化材料；
[0106] d)粉碎、球形化：將步驟?)所得石墨化材料用粉碎機粉碎后，進行材料球形化并 分級，即得所述負極材料。
[010^]本實施例的鋰離子電池，以上述的石墨碳材料為負極材料，以磷酸鐵鋰為正極材 料，米用LiPFe/EC+DEC(體積比1 : 1)為電解液，Celgard2400膜為隔膜，制備出5AH軟包 電池。
[0108] 實驗例1
[0109]本實驗例對實施例1-4所得負極材料的表面形態、比表面積、孔容及吸液保液能 力進行測試，結果如表1、2所示。
[0110]表1中，比表面測試方法和孔容的測試方法參照GB/T24533-2009鋰離子電池石墨 類負極材料。
[om]、材料的吸液能力測試方法為：在手套箱中采用1〇1111的吸液管吸取l〇ml電解液，之 后以1滴/3秒的速率將電解液滴到負極極片上，隨著電解液的滴加量增加，材料表面呈現 飽和狀態視為結束，之后計算在單位時間內消耗的電解液量。
[0112]、保液能力測試方法為：稱取一定大小、一定質量的負極極片，之后放置到電解液中 5分鐘，之后稱取重量A，之后將極片在手套箱中放置24小時后，稱取重量為B，之后計算得 到保液率=(A-B) /A,即為材料的保液能力。
[0113] 其中，對比例為人造石墨。
[0114] 表1不同負極材料的比表面積和孔容
【權利要求】
1. 一種浙青基納米多孔碳材料，其特征在于：所述多孔碳材料主要由以下原料制成： 浙青0. 1?l〇g、無水三氯化鋁3?50g、無水四氯化碳100?400ml、反應終止劑200? 500ml，上述各原料的量可以按比例任意調整。
2. 根據權利要求1所述的浙青基納米多孔碳材料，其特征在于：所述反應終止劑為乙 醇與水的體積比為100:50?100的混合液。
3. 根據權利要求1或2所述的浙青基納米多孔碳材料，其特征在于：所述多孔碳材料 是將浙青溶于無水四氯化碳，再加入無水三氯化鋁作為催化劑進行Friedel-Crafts反應， 后用反應終止劑終止反應，取固體產物依次進行炭化、活化后得到。
4. 根據權利要求3所述的浙青基納米多孔碳材料，其特征在于：所述Friedel-Crafts 反應的反應溫度為30?75°C，反應時間為2?72h。
5. 根據權利要求3所述的浙青基納米多孔碳材料，其特征在于：所述炭化的溫度為 300?1000°C，炭化時間為2?12h。
6. 根據權利要求3所述的浙青基納米多孔碳材料，其特征在于：所述活化是依次經活 化劑活化、高溫活化。
7. 根據權利要求6所述的浙青基納米多孔碳材料，其特征在于：所述活化劑活化中，活 化劑與所述炭化得到的碳化物的質量比為1?10:1 ;所述高溫活化的溫度為500?900°C， 活化時間為6?12h。
8. -種使用如權利要求1所述的浙青基納米多孔碳材料的負極材料，其特征在于：該 負極材料是由所述浙青基納米多孔碳材料與石墨進行包覆改性、碳化、石墨化、粉碎、球形 化后得到石墨碳材料。
9. 根據權利要求8所述的負極材料，其特征在于：所述浙青基納米多孔碳材料與石墨 的質量比為10?40:100。
10. -種鋰離子電池，其特征在于：該鋰離子電池的負極材料為權利要求8或9所述的 負極材料。
【文檔編號】H01M10/0525GK104300150SQ201410191815
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】付萬群, 李玉峰, 付世敏 申請人:河南中聯高科新能源有限公司