锂离子电池负极碳材料：核壳结构碳复合材料制备方法介绍

锂离子电池负极碳材料：核壳结构碳复合材料制备方法介绍

负极材料是具有核壳结构的碳复合材料，其核为碳材料，壳为表面包覆的一层厚度为1-5μm的含有碳化硼、硼酸锂的混合物，此包覆壳层中的元素锂与硼的重量百分比为0.2-0.4。

该锂离子电池负极碳材料制备采用硼的化合物、锂的化合物和碳材料为原料，其中硼的化合物为硼酸、三氧化二硼；锂的化合物为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、草酸锂；碳材料为人工石墨、天然石墨；原料的用量按照原子的摩尔比为Li∶B∶C＝1-3∶2-6∶12-40的比例称取；首先在容器中将硼的化合物溶解在蒸馏水中配制重量比为2-4％的硼酸溶液，将过200目筛的研细的锂的化合物和碳材料加入配制的硼酸水溶液中，常温下搅拌3-5小时后，连同容器一同放于烘箱中蒸干水分，将包覆了硼锂化合物的碳材料放在氧化铝坩埚中，在负极材料预碳化炉的氩气氛中700-1200℃培烧6-10小时，自然冷却制得锂离子电池负极碳材料。该锂离子电池负极碳材料质优价廉，具有高比容量和优良循环可逆性能；其制备方法简单易行、成本低、易于进行大规模工业化生产。

锂离子电池负极碳材料的制备方法

核壳结构的负极材料

负极材料采用具有核壳结构的碳复合材料，其中：

核：主要由碳材料构成。

壳：表面包覆一层厚度为1-5微米的混合物，该混合物包含碳化硼和硼酸锂。

包覆壳层中的元素锂与硼的重量百分比范围为0.2-0.4。

锂离子电池负极碳材料的制备方法

制备过程包括以下步骤：

原料准备：

硼的化合物：硼酸、三氧化二硼。

锂的化合物：碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、草酸锂。

碳材料：人工石墨、天然石墨。

摩尔比：Li:B:C = 1-3:2-6:12-40。

溶液配制：

将硼的化合物（如硼酸）溶解在蒸馏水中，配制重量比为2-4%的硼酸溶液。

混合与搅拌：

将过200目筛的研细的锂的化合物和碳材料加入配制的硼酸水溶液中。

在常温下搅拌3-5小时。

干燥与烧结：

将溶液混合物连同容器一同放入烘箱中蒸干水分。

将包覆了硼锂化合物的碳材料放入氧化铝坩埚中，利用负极材料预碳化炉在氩气氛中进行700-1200℃的培烧，持续6-10小时。

自然冷却后，制得锂离子电池负极碳材料。

性能与应用

性能：该锂离子电池负极碳材料具有高比容量和优良的循环可逆性能。

成本与生产：制备方法简单易行，成本低，易于进行大规模工业化生产，具有质优价廉的特点。