一种多孔碳材料及其制备方法、负极极片、锂离子电池与流程

文档序号:33624575发布日期:2023-03-25 15:19阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种多孔碳材料,其特征在于,所述多孔碳材料内部具有孔,所述孔内包括亲锂性物质;所述亲锂性物质的质量与所述孔的体积之比为3:1-32:1;所述多孔碳材料的表面设有包覆层。2.根据权利要求1所述的多孔碳材料,其特征在于,所述亲锂性物质的质量与所述孔的体积之比为10:1-20:1。3.根据权利要求1或2所述的多孔碳材料,其特征在于,所述亲锂性物质为金属zn、ag、au、ga、in、sn及其氧化物中的一种或多种。4.根据权利要求1或2所述的多孔碳材料,其特征在于,所述包覆层的厚度为50-350nm。5.根据权利要求1或2所述的多孔碳材料,其特征在于,所述孔的孔径为0.1-10μm。6.根据权利要求1或2所述的多孔碳材料,其特征在于,所述亲锂性物质与所述多孔碳材料的质量比为9:1~1.5:1。7.根据权利要求1或2所述的多孔碳材料,其特征在于,所述多孔碳材料为颗粒状,颗粒状的所述多孔碳材料的粒径为5-30μm。8.一种多孔碳材料的制备方法,其特征在于,包括:将树脂、亲锂性氯化盐、造孔剂和溶剂混合,得到混合物;对所述混合物进行固化处理,得到碳前驱体;对所述碳前驱体进行热解碳化处理,酸洗后,得到多孔碳材料;以及对所得多孔碳材料进行表面包覆,形成包覆层。9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述树脂的质量与所述亲锂性氯化盐和所述造孔剂的总质量之比为1:1-1:100。10.根据权利要求8或9所述的制备方法,其特征在于,所述热解碳化处理的温度为600℃-1200℃,时间为0.5-6h。11.根据权利要求8或9所述的制备方法,其特征在于,酸洗温度为30-60℃,酸洗时间为30-60min。12.根据权利要求8或9所述的制备方法,其特征在于,所述固化处理包括:对所述混合物进行液体固化处理,将所得块状固体破碎后,进行加强固化处理,再破碎后,得到碳前驱体。13.根据权利要求12所述的制备方法,其特征在于,所述液体固化处理的温度为60-150℃;所述加强固化处理的温度为100-200℃。14.根据权利要求8或9所述的制备方法,其特征在于,采用石墨或树脂对所得多孔碳材料进行表面包覆,烧结后,形成包覆层。15.根据权利要求8或9所述的制备方法,其特征在于,所述亲锂性氯化盐为氯化锌、氯化银、氯化金、氯化镓、氯化铟和氯化锡中的一种或多种。16.一种负极极片,其特征在于,包括权利要求1-7任一项所述的多孔碳材料或根据权利要求8-15中任一项所述的制备方法获得的多孔碳材料。17.一种锂离子电池,其特征在于,包括权利要求16所述的负极极片。18.一种电池模块,其特征在于,包括权利要求17所述的锂离子电池。
19.一种电池包,其特征在于,包括权利要求18所述的电池模块。20.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求17所述的锂离子电池、权利要求18所述的电池模块和权利要求19所述的电池包中的至少一种。

技术总结
本申请涉及一种多孔碳材料,其内部具有孔,通过在多孔碳材料的孔内引入具有更低形核过电位的亲锂性物质,使得在充电过程中能够诱导锂以和亲锂性物质形成合金的形式在孔内析出,因而使多孔碳材料内部的孔成为储锂空间,使得低CB值体系中原本会在极片表面析出的锂金属能够在孔内以锂合金形式析出,从而提高了多孔碳材料的储锂空间。此外,通过在多孔碳材料表面形成包覆层,能够阻挡电解液进入多孔碳材料内部,避免电解液与析出的锂合金接触反应而发生的损耗。同时,通过合理设计亲锂性物质的质量与孔的体积之比,能够使诱导析出的锂合金尽可能地完全填充容纳有亲锂性物质的孔,充分利用孔容量。分利用孔容量。分利用孔容量。


技术研发人员:廖赏举 李圆 胡波兵 刘成勇 谢张荻 蔡晓岚
受保护的技术使用者:宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日:2022.07.12
技术公布日:2023/3/24
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