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申请/专利权人：河北师范大学

摘要：本发明公开了一种利用锂电池制备工艺中的化成工序制备碳材料的方法。制备的主要过程包括：选用LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2为正极材料，石墨为负极材料，1molL的LiPF6为有机电解液，首先制备LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电极和石墨电极，制备电池的型号为26650型锂电池。对组装好的26650型锂电池采用0.1C～0.5C的电流进行化成，控制化成时间为6～10h和截止电压低于4.3V，化成结束后，将电池进行拆解，在电池壳内底部生成有黑色物质，此黑色物质即为制备的掺杂多种元素的碳材料。本发明为碳材料的制备提供了一种新方法，具有操作简单、安全环保等特点，在特殊碳材料微器件的制备等方面具有潜在的商业价值。

主权项：1.一种利用锂电池制备工艺中的化成工序制备碳材料的方法，其特征在于包括以下步骤：1材料的准备锂电池三元正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2；石墨；溶解在有机溶剂中的LiPF6有机电解液：其中，有机溶剂是以下其中的一种或多种：碳酸二甲酯DMC、碳酸亚乙酯EC、乙基甲基碳酸酯EMC和碳酸亚乙烯酯VC、乙炔黑、聚偏氟乙烯PVDF、N-甲基吡咯烷酮NMP；2碳材料的制备①LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电极的制备将LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2粉末、乙炔黑、PVDF以质量比为8～9:1～1.5:1～1.5混合，将混合物充分研磨，随后，在研磨后的混合物中滴加数滴N-甲基吡咯烷酮NMP，搅拌后得到膏状物，然后用抹片器将膏状物均匀地涂抹在洁净的铝箔集流体上，紧接着，将涂有膏状物的铝箔集流体在真空干燥箱中干燥后，即完成LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电极的制备；②石墨电极的制备将石墨、乙炔黑、PVDF以质量比为8～9:1～1.5:1～1.5混合，将混合物充分研磨，随后，在研磨后的混合物中滴加数滴N-甲基吡咯烷酮NMP，边滴加边搅拌，调制为膏状物，然后用抹片器将得到的膏状物均匀地涂抹在洁净的铜箔集流体上，紧接着，将上述涂有石墨膏状物的铜箔集流体在真空干燥箱中干燥后，即完成石墨电极的制备；③26650型锂电池的组装按照LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电极、聚丙烯膜Celgard2320和石墨电极的顺序，将三者叠在一起，然后，将以上叠在一起的三层片紧密地卷曲成桶状，装入26650型电池壳中，随后注入1molL的LiPF6电解液，盖帽后，密封，即得到未化成的26650型锂离子电池，该锂电池中LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电极、聚丙烯膜Celgard2320、石墨电极分别作为锂离子电池的正极、隔膜和负极，整个装配过程在充满高纯氮气的手套箱内进行；④对组装好的26650型锂电池进行化成外电源的正极连接LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电极、外电源的负极连接石墨电极，所施加的电流按1C＝170毫安克计算；化成结束后，将电池进行拆解，在电池壳内底部生成有黑色物质，此黑色物质即为掺杂多种元素的碳材料。

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