蓄电装置用负极材料及其制造方法和锂离子蓄电装置与流程

文档序号:11161396阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种蓄电装置用负极材料,其含有能够电化学地吸藏和放出锂离子的单相多孔碳材料,其中,

所述单相多孔碳材料具有100m2/g以上的BET比表面积,且

在所述单相多孔碳材料的孔径分布中具有2nm~50nm的孔径的孔的累积容积为总孔容积的25%以上。

2.根据权利要求1所述的蓄电装置用负极材料,其中,

所述单相多孔碳材料的X射线衍射图像具有归属于石墨的(002)面的峰,

从所述峰的位置获得的(002)面的面间距为0.340nm~0.370nm,且

从所述峰的半宽度获得的石墨的微晶尺寸为1nm~20nm。

3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置用负极材料,其中,

所述总孔容积为0.3cm3/g~1.2cm3/g。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的蓄电装置用负极材料,其中,

所述单相多孔碳材料的孔径分布在假设碳狭缝结构的QSDFT分析中的孔分布分析中在2nm~5nm的区域中具有至少一个孔分布峰。

5.一种蓄电装置用负极材料的制造方法,所述方法包括:

(i)将其中在1500℃以下的温度下生长石墨结构的碳前体活化为多孔结构的步骤;和

(ii)在生长石墨结构的温度下对所述活化了的碳前体进行加热,以引起石墨结构生长从而产生单相多孔碳材料。

6.根据权利要求5所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,

所述碳前体为易石墨化碳,且

所述活化包括在低于1100℃的温度下在含有水蒸气和/或二氧化碳的气氛中对所述碳前体进行加热的步骤。

7.根据权利要求6所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,通过在低于1000℃的温度下将前体碳化而生成所述易石墨化碳。

8.根据权利要求5所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,

所述碳前体为金属碳化物,且

所述活化包括在第一温度下在含有氯气的气氛中对所述金属碳化物进行加热的步骤。

9.根据权利要求8所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,所述引起石墨结构生长的步骤包括在基本上不含氧的气氛中在高于所述第一温度的第二温度下对所述活化了的碳前体进行加热的步骤。

10.根据权利要求5所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,

所述碳前体为金属碳化物,

所述活化包括在含有氯气的气氛中在生长石墨结构的温度下对所述金属碳化物进行加热,且

并行进行所述活化和所述引起石墨结构生长的步骤。

11.根据权利要求8~10中任一项所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,

所述金属碳化物为含有属于短式周期表中的4A、5A、6A、7A、8和3B族中的任一族的金属中的至少一种金属的碳化物。

12.根据权利要求11所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,

所述金属为钛、铝和钨中的至少任一种。

13.根据权利要求5~12中任一项所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,

所述活化了的碳前体具有1000m2/g以上的BET比表面积。

14.根据权利要求5~13中任一项所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,

所述单相多孔碳材料具有100m2/g以上的BET比表面积,且

在所述单相多孔碳材料的孔径分布中具有2nm~50nm的孔径的孔的累积容积为总孔容积的25%以上。

15.根据权利要求5~14中任一项所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,

所述单相多孔碳材料的X射线衍射图像具有归属于石墨的(002)面的峰,

从所述峰的位置获得的(002)面的面间距的平均值为0.340nm~0.370nm,且

从所述峰的半宽度获得的石墨的微晶尺寸为1nm~20nm。

16.根据权利要求5~15中任一项所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,

所述总孔容积为0.3cm3/g~1.2cm3/g。

17.根据权利要求14~16中任一项所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其中,

所述单相多孔碳材料的孔径分布在假设碳狭缝结构的QSDFT分析中的孔分布分析中在2nm~5nm的区域中具有至少一个孔分布峰。

18.根据权利要求4~17中任一项所述的蓄电装置用负极材料的制造方法,其还包括在所述引起石墨结构生长的步骤之后,在500℃~800℃的温度范围内,在含有水蒸气和/或氢气的气氛中对所述单相多孔碳材料进行加热的步骤。

19.一种锂离子蓄电装置,其包含:含有正极活性物质的正极;含有负极活性物质的负极;置于所述正极与所述负极之间的隔膜;和含有阴离子与锂离子的盐的非水电解质,其中,

所述负极活性物质含有根据权利要求1所述的蓄电装置用负极材料。

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