一種高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋰離子電池負(fù)極材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，包括將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾干燥后，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，還包括將膠狀二氧化硅水溶液進(jìn)一步乳化得到納米二氧化硅混合乳液，經(jīng)恒溫凝結(jié)、水分蒸發(fā)、自組裝、洗滌、煅燒，得到二氧化硅膠狀晶體球模板。本發(fā)明還公開了采用前述方法制得的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料。本發(fā)明的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料適于制作電極材料、電極片等，可增大電池的充放電容量，適合大電流充放電，電極片壓實密度增大，降低了電極片的反彈，延長了電池的使用壽命。
【專利說明】
一種高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為鋰離子電池負(fù)極材料有以下幾種:石墨化碳材料、無定向碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金，而目前商品化鋰離子電池負(fù)極采用石墨化碳如中間相碳微球MCMB和CMsl材料。這類材料嵌脫鋰過程中的體積膨脹基本在9%-13%，適合鋰的嵌入脫嵌；充放電比容量可達(dá)300mAh/g以上，充放電效率在90%以上，不可逆容量低于50mAh/g;鋰在石墨中脫嵌反應(yīng)發(fā)生在O?0.25V左右(Vs.Li+/Li)，具有良好的充放電電位平臺，表現(xiàn)出較尚的庫侖效率和優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性能。
[0003]石墨具有六邊形的層狀晶體結(jié)構(gòu)，每層中碳原子以σ鍵和鍵相連，而層層之間又靠范德華力相結(jié)合，這種層間力作用小且層間距較大(0.3354nm)結(jié)構(gòu)，使得一些原子、基團(tuán)或離子容易插入層間形成石墨層間化合物(GICs)，因此做為負(fù)極材料具有很高的比能量，同時具有良好的導(dǎo)電性，結(jié)晶度高，成本低，理論嵌鋰容量高，充放電電位低且平坦。但是，石墨也存在一些缺點(diǎn)，如與電解液相容性差，首次充放電可逆容量低，不適合大電流充放電，循環(huán)性能差等。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種硬模板法制備高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的方法及其得到的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，適于制作電極材料、電極片等，可增大電池的充放電容量，適合大電流充放電，電極片壓實密度增大、降低了電極片的反彈，延長電池的使用壽命。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，包括將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾干燥后，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料。
[0007]進(jìn)一步地，高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，還包括將膠狀二氧化硅水溶液進(jìn)一步乳化得到納米二氧化硅混合乳液，經(jīng)恒溫凝結(jié)、水分蒸發(fā)、自組裝、洗滌、煅燒，得到二氧化硅膠狀晶體球模板。
[0008]進(jìn)一步地，所述的膠狀二氧化硅水溶液采用如下方法制得:
[0009]將含硅有機(jī)酯加入堿性物質(zhì)與酒精水溶液的混合溶液中，攪拌，水解，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-80wt %的二氧化硅膠狀水溶液，其中，堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的任一種。
[0010]優(yōu)選地，所述的含硅有機(jī)酯為正硅酸乙酯TE0S;堿性物質(zhì)與酒精水溶液的質(zhì)量比為1:1?1:5;酒精水溶液中酒精與水的體積比為1:1?1:3。
[0011]進(jìn)一步地，高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，具體包括如下步驟:
[0012]S1:將膠狀二氧化硅水溶液、正十六烷、表面活性劑、蒸餾水進(jìn)行混合、磁力攪拌、乳化，得到納米二氧化硅混合乳液，經(jīng)恒溫凝結(jié)、水分蒸發(fā)、自組裝后得到二氧化硅膠狀晶體，經(jīng)洗滌，煅燒，得到二氧化硅膠狀晶體球模板；
[0013]S2:將石油焦粉碎、分散于分散介質(zhì)中，得到前驅(qū)體分散液；
[0014]S3:將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板中，超聲浸漬，得到混合液；
[0015]S4:將混合液置于高溫反應(yīng)釜中，高溫煅燒，得到石墨化碳負(fù)極材料與二氧化硅膠狀晶體球模板的復(fù)合物；
[0016]S5:將堿性物質(zhì)加入復(fù)合物中，溶解去除二氧化硅膠狀晶體球模板，過濾，干燥，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，其中，堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的任一種。
[0017]進(jìn)一步地，所述的SI步驟中膠狀二氧化硅水溶液、正十六烷、表面活性劑、蒸餾水的體積比為3-5:1-2:0.5-1: 10-20；恒溫為25_35°C ；煅燒的溫度為200-250°C、時間為2_5小時。
[0018]進(jìn)一步地，前驅(qū)體分散液采用如下方法制成:石油焦經(jīng)機(jī)械粉碎為平均粒徑為13-18um的粉體，之后緩慢加入分散介質(zhì)乙醇中，邊加邊攪拌，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)2-1 Owt %的前驅(qū)體分散液。
[0019]進(jìn)一步地，前驅(qū)體分散液與二氧化硅膠狀晶體球模板的質(zhì)量比為5:2-4;超聲浸漬時間為3.5-6小時。
[0020]進(jìn)一步地，高溫煅燒的溫度為200_250°C、時間為2-5小時。
[0021 ] 一種高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，該高容量多孔球型碳負(fù)極材料是采用硬模板法制備而成，具體包括將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾、干燥后，得到高容量多孔球型碳負(fù)極材料，其中前驅(qū)體分散液為平均粒徑13-18um石油焦粉體分散于乙醇介質(zhì)中形成的質(zhì)量分散為2-10wt%的分散液。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果:
[0023]1、本發(fā)明的制備方法得到的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，其球形片層結(jié)構(gòu)表面光滑，該球狀結(jié)構(gòu)有利于實現(xiàn)緊密堆積，可制備高密度電極;同時表面光滑和低的比表面積，可以減少在充電過程中電極表面副反應(yīng)的發(fā)生，提高與電解液相溶性，降低第一次充電過程中的庫侖損失;球形片層結(jié)構(gòu)使Li+可以在球的各個方向插入和放出，解決了石墨類材料由于各向異性過高引起的石墨片層溶脹、塌陷和不能快速大電流充放電的問題。
[0024]2、本發(fā)明的制備方法得到的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，尺寸可控的多孔球形化結(jié)構(gòu)，有效提高了材料堆積密度，還具有優(yōu)異的流動性、分散性和可加工性能，十分有利于制作電極材料漿料、電極片的涂覆，提高電極片質(zhì)量，使得極片壓實密度增大、降低了電極片的反彈，從而增大電池的充放電容量，減小內(nèi)阻，減小極化損失，延長電池的循環(huán)壽命，提高了鋰離子電池的利用率。
【具體實施方式】
[0025]實施例1
[0026]本實施例提供的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，包括將膠狀二氧化硅水溶液進(jìn)一步乳化得到納米二氧化硅混合乳液，經(jīng)恒溫凝結(jié)、水分蒸發(fā)、自組裝、洗滌、煅燒，得到二氧化硅膠狀晶體球模板，將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾干燥后，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料。具體步驟包括:
[0027]SI二氧化硅膠狀晶體球模板的制備:
[0028]首先，將正硅酸乙酯加入氫氧化鈉與酒精水溶液的混合溶液中，攪拌，水解，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20wt %的二氧化硅膠狀水溶液，其中，氫氧化鈉與酒精水溶液的質(zhì)量比為1:1;酒精水溶液中酒精與水的體積比為I: I;通過控制氫氧化鈉與酒精水溶液、酒精與水的比例可調(diào)整獲得含有不同尺寸大小納米二氧化硅的二氧化硅膠狀水溶液。
[0029]然后，將膠狀二氧化硅水溶液、正十六烷、表面活性劑、蒸餾水按照體積比為3:1:
0.5: 10進(jìn)行混合，磁力攪拌20min，以恒定角速度，進(jìn)行乳化，得到納米二氧化娃混合乳液，之后，在恒溫25°C條件下凝結(jié)，經(jīng)水分蒸發(fā)后納米二氧化硅顆粒自組裝形成二氧化硅膠狀晶體，之后利用乙烷將正十六烷等洗滌干凈，在空氣狀態(tài)下，于200°C煅燒5小時，得到二氧化硅膠狀晶體球模板。
[0030]S2前驅(qū)體分散液的制備:
[0031]采用國外進(jìn)口的石油焦，將石油焦經(jīng)機(jī)械粉碎為平均粒徑為13-18um的粉體，之后緩慢加入分散介質(zhì)乙醇中，邊加邊電動攪拌，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)2wt%的前驅(qū)體分散液。
[0032]S3:將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板中，超聲浸漬，得到混合液;其中，前驅(qū)體分散液與二氧化娃膠狀晶體球模板的質(zhì)量比為5: 2 ；超聲浸漬時間為6小時。
[0033]S4:將混合液置于高溫反應(yīng)釜中，于200°C煅燒5小時，得到石墨化碳負(fù)極材料與二氧化硅膠狀晶體球模板的復(fù)合物。
[0034]S5:將氫氧化鈉加入復(fù)合物中，溶解去除二氧化硅膠狀晶體球模板，過濾，干燥，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料。
[0035]本實施例提供的一種高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，該高容量多孔球型碳負(fù)極材料是采用硬模板法制備而成，具體包括將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾、干燥后，得到高容量多孔球型碳負(fù)極材料，其中前驅(qū)體分散液為平均粒徑13-18um石油焦粉體分散于乙醇介質(zhì)中形成的質(zhì)量分散為2wt%的分散液。
[0036]實施例2
[0037]本實施例提供的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料及其制備方法，與實施例1不同之處在于:其具體制備步驟包括:
[0038]SI二氧化硅膠狀晶體球模板的制備:
[0039]首先，將正硅酸乙酯加入氫氧化鉀與酒精水溶液的混合溶液中，攪拌，水解，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80wt %的二氧化硅膠狀水溶液，其中，氫氧化鉀與酒精水溶液的質(zhì)量比為1:5;酒精水溶液中酒精與水的體積比為1:3。
[0040]然后，將膠狀二氧化硅水溶液、正十六烷、表面活性劑、蒸餾水按照體積比為5:2:1: 20進(jìn)行混合，磁力攪拌35min，以恒定角速度，進(jìn)行乳化，得到納米二氧化娃混合乳液，之后，在恒溫35°C條件下凝結(jié)，經(jīng)水分蒸發(fā)后納米二氧化硅顆粒自組裝形成二氧化硅膠狀晶體，之后利用乙烷將正十六烷等洗滌干凈，在空氣狀態(tài)下，于250°C煅燒2小時，得到二氧化硅膠狀晶體球模板。
[0041 ] S2前驅(qū)體分散液的制備:
[0042]采用國外進(jìn)口的石油焦，將石油焦經(jīng)機(jī)械粉碎為平均粒徑為13-18um的粉體，之后緩慢加入分散介質(zhì)乙醇中，邊加邊電動攪拌，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)10wt%的前驅(qū)體分散液。
[0043]S3:將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板中，超聲浸漬，得到混合液;其中，前驅(qū)體分散液與二氧化娃膠狀晶體球模板的質(zhì)量比為5: 4 ；超聲浸漬時間為3.5小時。
[0044]S4:將混合液置于高溫反應(yīng)釜中，于250°C煅燒2小時，得到石墨化碳負(fù)極材料與二氧化硅膠狀晶體球模板的復(fù)合物。
[0045]S5:將氫氧化鈉加入復(fù)合物中，溶解去除二氧化硅膠狀晶體球模板，過濾，干燥，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料。
[0046]本實施例提供的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾、干燥后，得到高容量多孔球型碳負(fù)極材料，其中前驅(qū)體分散液為平均粒徑I3-1Sum石油焦粉體分散于乙醇介質(zhì)中形成的質(zhì)量分散為1wt %的分散液。
[0047]其他部分與實施例1相同，在此不再累贅。
[0048]實施例3
[0049]本實施例提供的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料及其制備方法，與實施例1不同之處在于:其具體制備步驟包括:
[0050]SI 二氧化硅膠狀晶體球模板的制備:
[0051]首先，將正硅酸乙酯加入氨水與酒精水溶液的混合溶液中，攪拌，水解，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60?^%的二氧化硅膠狀水溶液，其中，氨水與酒精水溶液的質(zhì)量比為1:3;酒精水溶液中酒精與水的體積比為1:2。
[0052]然后，將膠狀二氧化硅水溶液、正十六烷、表面活性劑、蒸餾水按照體積比為4:1:
0.8: 18進(jìn)行混合，磁力攪拌28min，以恒定角速度，進(jìn)行乳化，得到納米二氧化娃混合乳液，之后，在恒溫30°C條件下凝結(jié)，經(jīng)水分蒸發(fā)后納米二氧化硅顆粒自組裝形成二氧化硅膠狀晶體，之后利用乙烷將正十六烷等洗滌干凈，在空氣狀態(tài)下，于230°C煅燒2小時，得到二氧化硅膠狀晶體球模板。
[0053]S2前驅(qū)體分散液的制備:
[0054]采用國外進(jìn)口的石油焦，將石油焦經(jīng)機(jī)械粉碎為平均粒徑為13-18um的粉體，之后緩慢加入分散介質(zhì)乙醇中，邊加邊電動攪拌，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)8wt%的前驅(qū)體分散液。
[0055]S3:將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板中，超聲浸漬，得到混合液;其中，前驅(qū)體分散液與二氧化娃膠狀晶體球模板的質(zhì)量比為5: 3 ；超聲浸漬時間為5小時。
[0056]S4:將混合液置于高溫反應(yīng)釜中，于230°C煅燒3.5小時，得到石墨化碳負(fù)極材料與二氧化硅膠狀晶體球模板的復(fù)合物。
[0057]S5:將氨水加入復(fù)合物中，溶解去除二氧化硅膠狀晶體球模板，過濾，干燥，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料。
[0058]本實施例提供的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾、干燥后，得到高容量多孔球型碳負(fù)極材料，其中前驅(qū)體分散液為平均粒徑13-18um石油焦粉體分散于乙醇介質(zhì)中形成的質(zhì)量分散為8wt%的分散液。
[0059]其他部分與實施例1相同，在此不再累贅。
[0060]實施例4
[0061]本實施例提供的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料及其制備方法，與實施例1不同之處在于:其具體制備步驟包括:
[0062]SI二氧化硅膠狀晶體球模板的制備:
[0063]首先，將正硅酸乙酯加入氫氧化鈉與酒精水溶液的混合溶液中，攪拌，水解，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40wt%的二氧化硅膠狀水溶液，其中，氨水與酒精水溶液的質(zhì)量比為1:4;酒精水溶液中酒精與水的體積比為1:2.5。
[0064]然后，將膠狀二氧化硅水溶液、正十六烷、表面活性劑、蒸餾水按照體積比為3.5:1.8:1: 17進(jìn)行混合，磁力攪拌30min，以恒定角速度，進(jìn)行乳化，得到納米二氧化娃混合乳液，之后，在恒溫28 °C條件下凝結(jié)，經(jīng)水分蒸發(fā)后納米二氧化硅顆粒自組裝形成二氧化硅膠狀晶體，之后利用乙烷將正十六烷等洗滌干凈，在空氣狀態(tài)下，于240°C煅燒4小時，得到二氧化硅膠狀晶體球模板。
[0065]S2前驅(qū)體分散液的制備:
[0066]采用國外進(jìn)口的石油焦，將石油焦經(jīng)機(jī)械粉碎為平均粒徑為13-18um的粉體，之后緩慢加入分散介質(zhì)乙醇中，邊加邊電動攪拌，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)6wt%的前驅(qū)體分散液。
[0067]S3:將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板中，超聲浸漬，得到混合液;其中，前驅(qū)體分散液與二氧化娃膠狀晶體球模板的質(zhì)量比為5:2.6;超聲浸漬時間為5小時。
[0068]S4:將混合液置于高溫反應(yīng)釜中，于240°C煅燒3.5小時，得到石墨化碳負(fù)極材料與二氧化硅膠狀晶體球模板的復(fù)合物。
[0069]S5:將氫氧化鈉加入復(fù)合物中，溶解去除二氧化硅膠狀晶體球模板，過濾，干燥，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料。
[0070]本實施例提供的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾、干燥后，得到高容量多孔球型碳負(fù)極材料，其中前驅(qū)體分散液為平均粒徑I3-1Sum石油焦粉體分散于乙醇介質(zhì)中形成的質(zhì)量分散為6wt%的分散液。
[0071 ]其他部分與實施例1相同，在此不再累贅。
[0072]實施例5
[0073]本實施例提供的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料及其制備方法，與實施例1不同之處在于:其具體制備步驟包括:
[0074]SI二氧化硅膠狀晶體球模板的制備:
[0075]首先，將正硅酸乙酯加入氫氧化鉀與酒精水溶液的混合溶液中，攪拌，水解，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50wt %的二氧化硅膠狀水溶液，其中，氫氧化鉀與酒精水溶液的質(zhì)量比為1:3;酒精水溶液中酒精與水的體積比為1:2。
[0076]然后，將膠狀二氧化硅水溶液、正十六烷、表面活性劑、蒸餾水按照體積比為4.2:1.2:0.6:15進(jìn)行混合，磁力攪拌26min，以恒定角速度，進(jìn)行乳化，得到納米二氧化娃混合乳液，之后，在恒溫27 V條件下凝結(jié)，經(jīng)水分蒸發(fā)后納米二氧化硅顆粒自組裝形成二氧化硅膠狀晶體，之后利用乙烷將正十六烷等洗滌干凈，在空氣狀態(tài)下，于220°C煅燒3小時，得到二氧化硅膠狀晶體球模板。
[0077]S3:將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板中，超聲浸漬，得到混合液;其中，前驅(qū)體分散液與二氧化娃膠狀晶體球模板的質(zhì)量比為5:2.5;超聲浸漬時間為4.5小時。
[0078]S4:將混合液置于高溫反應(yīng)釜中，于230°C煅燒4小時，得到石墨化碳負(fù)極材料與二氧化硅膠狀晶體球模板的復(fù)合物。
[0079]S5:將氫氧化鈉加入復(fù)合物中，溶解去除二氧化硅膠狀晶體球模板，過濾，干燥，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料。
[0080]本實施例提供的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾、干燥后，得到高容量多孔球型碳負(fù)極材料，其中前驅(qū)體分散液為平均粒徑I3-1Sum石油焦粉體分散于乙醇介質(zhì)中形成的質(zhì)量分散為4wt%的分散液。
[0081 ]其他部分與實施例1相同，在此不再累贅。
[0082]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項】
1.一種高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾干燥后，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，還包括將膠狀二氧化硅水溶液進(jìn)一步乳化得到納米二氧化硅混合乳液，經(jīng)恒溫凝結(jié)、水分蒸發(fā)、自組裝、洗滌、煅燒，得到二氧化硅膠狀晶體球模板。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述的膠狀二氧化硅水溶液采用如下方法制得: 將含硅有機(jī)酯加入堿性物質(zhì)與酒精水溶液的混合溶液中，攪拌，水解，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-8(^1:%的二氧化硅膠狀水溶液，其中，堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的任一種。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述的含硅有機(jī)酯為正硅酸乙酯TEOS;堿性物質(zhì)與酒精水溶液的質(zhì)量比為1:1?1:5;酒精水溶液中酒精與水的體積比為1:1?1:3。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟: S1:將膠狀二氧化硅水溶液、正十六烷、表面活性劑、蒸餾水進(jìn)行混合、磁力攪拌、乳化，得到納米二氧化硅混合乳液，經(jīng)恒溫凝結(jié)、水分蒸發(fā)、自組裝后得到二氧化硅膠狀晶體，經(jīng)洗滌，煅燒，得到二氧化硅膠狀晶體球模板； 52:將石油焦粉碎、分散于分散介質(zhì)中，得到前驅(qū)體分散液； 53:將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板中，超聲浸漬，得到混合液； S4:將混合液置于高溫反應(yīng)釜中，高溫煅燒，得到石墨化碳負(fù)極材料與二氧化硅膠狀晶體球模板的復(fù)合物； S5:將堿性物質(zhì)加入復(fù)合物中，溶解去除二氧化硅膠狀晶體球模板，過濾，干燥，得到高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，其中，堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的任一種。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述的SI步驟中膠狀二氧化硅水溶液、正十六烷、表面活性劑、蒸餾水的體積比為3-5:1-2:0.5-1:10-20;恒溫為25-35°(:;煅燒的溫度為200-250°(:、時間為2-5小時。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，前驅(qū)體分散液采用如下方法制成:石油焦經(jīng)機(jī)械粉碎為平均粒徑為13-18um的粉體，之后緩慢加入分散介質(zhì)乙醇中，邊加邊攪拌，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)2-lOwt%的前驅(qū)體分散液。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，前驅(qū)體分散液與二氧化娃膠狀晶體球模板的質(zhì)量比為5: 2-4 ；超聲浸漬時間為3.5-6小時。9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，高溫煅燒的溫度為200-2500C、時間為2-5小時。10.一種高容量多孔球型石墨化碳負(fù)極材料，其特征在于，該高容量多孔球型碳負(fù)極材料是采用硬模板法制備而成，具體包括將前驅(qū)體分散液注入二氧化硅膠狀晶體球模板的納米孔道中，經(jīng)超聲浸漬、高溫煅燒、去除模板、過濾、干燥后，得到高容量多孔球型碳負(fù)極材料，其中前驅(qū)體分散液為平均粒徑13-18um石油焦粉體分散于乙醇介質(zhì)中形成的質(zhì)量分散為2-10wt%的分散液。
【文檔編號】H01M4/583GK106025279SQ201610519513
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】晏犖, 仰韻霖
【申請人】東莞市凱金新能源科技股份有限公司