CN101814597B - 改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂离子电池负极材料，具体涉及一种改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料及其制备方法。本发明的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料含有硅、硼和茶籽壳碳。本发明的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料具有电化学容量高、循环性能好、成本低、绿色环保等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池负极材料，具体涉及一种改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料及其制备方法。
背景技术
目前，用作锂离子电池负极材料的主要还是碳材料，而碳材料主要包括两类，石墨化碳材料和非石墨化碳材料。石墨化碳材料由于其可以提供平稳的输出电压，较高的比容量以及高电压，所以是目前比较常用的负极材料。但是随着社会的发展，人们现在已经不再满足于当前的电池容量而不断寻找新的负极材料，由于许多非石墨化碳材料可以提供远远高于石墨碳材料的容量，所以非石墨化碳材料在最近几年内成为负极材料的研究重点。
自从20世纪90年代以来，由于各种生物质具有容易得到、成本低、再生能力强等优点，以生物质为碳源的活性碳逐渐受到人们的重视。目前已经有很多以松子壳、花生壳、稻草茎秆、椰子壳等为碳源制备活性碳的文献报道。中国是茶树之乡，茶树的种植面积广泛，全国约有2700万亩。如按每亩产茶籽30kg计算，全国约有8亿kg茶籽。然而，只有少量的油茶籽作为油脂原料进行加工，而大量的油茶籽壳只作为初级燃料和用于培养茶薪菇，每年茶籽壳的综合利用率不足1％。因此，用茶籽壳作为原料制备活性碳具有良好的经济效益和市场前景。
一般的无定形碳的循环性能均不理想，可逆储锂容量一般随循环次数的增加而衰减得比较快，而且存在电压滞后现象，当锂嵌入时，电压滞后现象主要发在在0.3V以下，而脱出时，主要发生在0.8V以上；一般的低温无定形碳还存在首次充放电效率低的缺点。茶籽壳碳是将茶籽壳进行碳化而得，它可以作为一种低温裂解无定形碳材料，具有含碳量高的优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种电化学容量高，循环性能好，成本低，绿色环保的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料及其制备方法，从而克服现有技术中存在的缺陷。
本发明是通过以下技术方案来解决这些缺陷的：
一种改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料，其含有硅，硼，以及茶籽壳碳。
其中，所述改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料含有0.1-10重量份的硅，0.1-10重量份的硼，80-99.8重量份的茶籽壳碳。
优选，所述改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料含有0.4-5.0重量份的硅，0.3-5.0重量份的硼，90-99.3重量份的茶籽壳碳。
更优选，所述改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料含有1.5重量份的硅，0.6重量份的硼，97.9重量份的茶籽壳碳。
所述茶籽壳碳是将茶籽壳经机械碾碎至50-150目筛，再与强碱混合，在80-100℃下搅拌至水份全部蒸发，然后在高温炉内碳化得到茶籽壳碳的粗产品，将所得茶籽壳碳的粗产品纯化而得到。
所述碳化是在惰性气体保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时。
所述惰性气体为氮气或氩气。
所述强碱是氢氧化钠或氢氧化钾，所述强碱与所述茶籽壳的重量比为1∶1所述惰性气体为氮气或氩气。
所述纯化是将茶籽壳碳的粗产品放入200-500mL蒸馏水中，再加入100-300mL 1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌1-5h，然后过滤；将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干。
本发明还提供了一种所述的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将茶籽壳碳放入200-500mL蒸馏水中，加入1mol/L的硝酸100-300mL，在60-80℃下搅拌1-5h，然后过滤；
将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干，得到纯化的茶籽壳碳；
将所述纯化的茶籽壳碳与硅和硼进行机械混合，然后球磨至混合均匀。
所述硅的纯度为不小于99％，粒径为30-50nm，所述硼的纯度为不小于99％，粒径为15-60μm，所述纯化的茶籽壳碳与硅和硼的重量比为80-99.8∶0.1-10∶0.1-10。
本发明还提供了所述改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料在制备锂离子电池中的应用，所述应用具体是用于制备电极。
在本发明的实施例中，通过常规方法用本发明的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料制备电极片，具体是：
将本发明的改性茶籽壳碳锂离子负极材料作为电极活性物质与乙炔黑和聚偏氟乙烯(PVDF)以80∶10∶10(重量比)混合，然后滴入1-10mL二甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，搅拌混合均匀成浆料，将所述浆料涂在所需尺寸的镍网上，并在干燥箱中干燥12h，然后再用辊机压制成0.06-0.14mm的薄片，并将薄片在真空干燥箱中于110℃干燥6h，以制成电极片。
用本发明的改性茶籽壳碳作为锂离子电池的负极材料制备的锂离子电池，在充放电过程中，硅与锂发生可逆作用，在多次循环后不会发生电化学容量衰减的现象。硼的加入增加了锂与改性茶籽壳碳的结合能，从而可以提高茶籽壳碳的可逆容量。在茶籽壳碳中同时掺入硅和硼，可以提高其可逆嵌锂容量和充放电循环性能。本发明的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料具有电化学容量高，循环性能好，成本低，绿色环保等优点。
附图说明
图1为采用本发明的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料组装的扣式电池的循环测试结果图；
图2为采用未改性的茶籽壳碳锂离子电池负极材料组装的扣式电池的循环测试结果图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的保护范围。
本发明的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料含有硅，硼和茶籽壳碳。
其中，所述改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料含有0.1-10重量份的硅，0.1-10重量份的硼，80-99.8重量份的茶籽壳碳。
优选，所述改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料含有0.4-5.0重量份的硅，0.3-5.0重量份的硼，90-99.3重量份的茶籽壳碳。
更优选，所述改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料含有1.5重量份的硅，0.6重量份的硼，97.9重量份的茶籽壳碳。
所述茶籽壳碳是将茶籽壳经机械碾碎至50-150目筛，再与强碱混合，在80-100℃下搅拌至水份全部蒸发，然后在高温炉内碳化得到茶籽壳碳的粗产品，将所得茶籽壳碳的粗产品纯化而得到。
所述碳化是在惰性气体保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时。
所述惰性气体为氮气或氩气。
所述强碱是氢氧化钠或氢氧化钾，所述强碱与所述茶籽壳的重量比为1∶1，所述惰性气体为氮气或氩气。
所述纯化是将茶籽壳碳的粗产品放入200-500mL蒸馏水中，再加入100-300mL 1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌1-5h，然后过滤；将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干。
本发明的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将茶籽壳碳放入200-500mL蒸馏水中，为了将茶籽壳碳中不溶于蒸馏水的盐溶解，加入1mol/L的硝酸100-300mL，并在60-80℃下搅拌1-5h，然后过滤，从而去除这些不溶于蒸馏水的盐；
将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干，得到纯化的茶籽壳碳；
将所述纯化的茶籽壳碳与硅和硼进行机械混合，然后球磨至混合均匀。
所述硅的纯度为不小于99％，粒径为30-50nm；所述硼的纯度为不小于99％，粒径为15-60μm，所述纯化的茶籽壳碳与硅和硼的重量比为80-99.8∶0.1-10∶0.1-10。
在本发明的实施例中，通过常规方法用本发明的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料制备电极片，具体是：
将本发明的改性茶籽壳碳锂离子负极材料作为电极活性物质与乙炔黑和聚偏氟乙烯(PVDF)以80∶10∶10(重量比)混合，然后滴入1-10mL二甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，搅拌混合均匀成浆料，将所述浆料涂在所需尺寸的镍网上，并在干燥箱中干燥12h，然后再用辊机压制成0.06-0.14mm的薄片，并将薄片在真空干燥箱中于110℃干燥6h，以制成电极片。
实施例1改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料1的制备
改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料1，含有0.1重量份的硅，0.1重量份的硼，99.8重量份的茶籽壳碳。
制备步骤如下：
将购自市场的茶籽壳机械碾碎至50-150目筛，然后按茶籽壳与KOH固体的重量比为1∶1的比例称取KOH固体，将称取的KOH固体配成1mol/L的KOH水溶液，并将茶籽壳与1mol/L的KOH溶液混合，在80-100℃下搅拌直至水份全部蒸发，然后在高温炉里，在氮气保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时进行碳化，得到茶籽壳碳。
将所得茶籽壳碳放入200mL蒸馏水中，加入100mL 1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌1h，然后过滤；
将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干，得到纯化的茶籽壳碳；
将纯化的茶籽壳碳与纯度为99％、粒径为30nm的硅和纯度99％、粒径为15μm的硼按99.8∶0.1∶0.1的重量比进行机械混合，然后球磨至混合均匀，得到改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料1。
实施例2改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料2的制备
改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料2，含有10重量份的硅，10重量份的硼，80重量份的茶籽壳碳。
制备步骤如下：
将购自市场的茶籽壳机械碾碎至50-150目筛，然后按茶籽壳与KOH固体的重量比为1∶1的比例称取KOH固体，将称取的KOH固体配成1mol/L的KOH溶液，并将茶籽壳与1mol/L的KOH溶液混合，在80-100℃下搅拌直至水份全部蒸发，然后在高温炉里，在氩气保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时进行碳化，得到茶籽壳碳。
将茶籽壳碳放入500mL蒸馏水中，加入300mL 1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌5h，然后过滤；
将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干，得到纯化的茶籽壳碳；
将纯化的茶籽壳碳与纯度为99.5％、粒径为50nm的硅和纯度99.5％、粒径为60μm的硼按80∶10∶10的重量比进行机械混合，然后球磨至混合均匀，得到改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料2。
实施例3改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料3的制备
改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料3，含有含有0.4重量份的硅，0.3重量份的硼，99.3重量份的茶籽壳碳。
制备步骤如下：
将购自市场的茶籽壳机械碾碎至50-150目筛，然后按茶籽壳与KOH固体的重量比为1∶1的比例称取KOH固体，将称取的KOH固体配成1mol/L的KOH溶液，并将茶籽壳与1mol/L的KOH溶液混合，在80-100℃下搅拌直至水份全部蒸发，然后在高温炉里，在氩气保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时进行碳化，得到茶籽壳碳。
将茶籽壳碳放入300mL蒸馏水中，加入200mL 1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌4h，然后过滤；
将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干，得到纯化的茶籽壳碳；
将纯化的茶籽壳碳与纯度为99.8％、粒径为40nm的硅和纯度99.6％、粒径为50μm的硼按98.3∶0.4∶0.3的重量比进行机械混合，然后球磨至充分混合，得到改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料3。
实施例4改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料4的制备
改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料4，含有5.0重量份的硅，5.0重量份的硼，90重量份的茶籽壳碳。
制备步骤如下：
将购自市场的茶籽壳机械碾碎至50-150目筛，然后按茶籽壳与KOH固体的重量比为1∶1的比例称取KOH固体，将称取的KOH固体配成1mol/L的KOH溶液，并将茶籽壳与1mol/L的KOH溶液混合，在80-100℃下搅拌直至水份全部蒸发，然后在高温炉里，在氩气保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时进行碳化，得到茶籽壳碳。
将茶籽壳碳放入400mL蒸馏水中，加入150mL 1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌3h，然后过滤；
将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干，得到纯化的茶籽壳碳；
将纯化的茶籽壳碳与纯度为99％、粒径为50nm的硅和纯度99％、粒径为60μm的硼按90∶5∶5的重量比进行机械混合，然后球磨至混合均匀，得到改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料4。
实施例5改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料5的制备
改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料5，含有1.5重量份的硅，0.6重量份的硼，97.9重量份的茶籽壳碳。
制备步骤如下：
将购自市场的茶籽壳机械碾碎至50-150目筛，然后按茶籽壳与KOH固体的重量比为1∶1的比例称取KOH固体，将称取的KOH固体配成1mol/L的KOH溶液，并将茶籽壳与1mol/L的KOH溶液混合，在80-100℃下搅拌直至水份全部蒸发，然后在高温炉里，在氩气保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时进行碳化，得到茶籽壳碳。
将茶籽壳碳放入400mL蒸馏水中，加入150mL 1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌3h，然后过滤；
将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干，得到纯化的茶籽壳碳；
将纯化的茶籽壳碳与纯度为99％、粒径为40nm的硅和纯度99％、粒径为20μm的硼按87.9∶1.5∶0.6的重量比进行机械混合，然后球磨至混合均匀，得到改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料5。
实施例6改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料6的制备
改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料6，含有2.0重量份的硅，2.0重量份的硼，96重量份的茶籽壳碳。
制备步骤如下：
将购自市场的茶籽壳机械碾碎至50-150目筛，然后按茶籽壳与KOH固体的重量比为1∶1的比例称取KOH固体，将称取的KOH固体配成1mol/L的KOH溶液，并将茶籽壳与1mol/L的KOH溶液混合，在80-100℃下搅拌直至水份全部蒸发，然后在高温炉里，在氩气保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时进行碳化，得到茶籽壳碳。
将茶籽壳碳放入450mL蒸馏水中，加入200mL 1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌3h，然后过滤；
将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干，得到纯化的茶籽壳碳；
将纯化的茶籽壳碳与纯度为99％、粒径为40nm的硅和纯度99％、粒径为20μm的硼按96∶2∶2的重量比进行机械混合，然后球磨至混合均匀，得到改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料6。
实施例7改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料7的制备
改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料7，含有8.0重量份的硅，7.0重量份的硼，85重量份的茶籽壳碳。
制备步骤如下：
将购自市场的茶籽壳机械碾碎至50-150目筛，然后按茶籽壳与KOH固体的重量比为1∶1的比例称取KOH固体，将称取的KOH固体配成1mol/L的KOH溶液，并将茶籽壳与1mol/L的KOH溶液混合，在80-100℃下搅拌直至水份全部蒸发，然后在高温炉里，在氩气保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时进行碳化，得到茶籽壳碳。
将茶籽壳碳放入300mL蒸馏水中，加入180mL 1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌3h，然后过滤；
将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干，得到纯化的茶籽壳碳；
将纯化的茶籽壳碳与纯度为99.3％、粒径为45nm的硅和纯度99.6％、粒径为50μm的硼按85∶8∶7的重量比进行机械混合，然后球磨至混合均匀，得到改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料7。
实验例1采用本发明的改性茶籽壳碳碳锂离子电池负极材料组装的扣式电池的电化学性能的测试
(1)电极片的制备
采用常规方法用实施例5的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料制备电极片，具体步骤如下：
将实施例5的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料作为电极活性物质与乙炔黑和聚偏氟乙烯(PVDF)以80∶10∶10(重量比)的比例混合，然后滴入1-10mL二甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，搅拌混合均匀成浆料，并涂在直径为15mm的圆形镍网上，在干燥箱中干燥12h，然后用辊机压制成0.06-0.14mm的薄片，将所得薄片在真空干燥箱中于110℃干燥6h，制成电极片。
(2)电化学性能的测试
使用常规方法用步骤(1)的电极片作为负极片，以金属锂片作为对电极，以Celgard 2300型聚丙烯为隔膜，以1mol/L LiPF6/EC:DMC(V(EC)∶V(DMC)＝1∶1)为电解液，在相对湿度为2％的氩气手套箱内，将负极片、对电极、隔膜及电解液装入购自市场的扣式电池模型，并组装成扣式电池。将组装好的扣式电池放置12h后采用恒电流充放电，其中，电流密度为100mA/g，充放电电压为0.001-3.5V。测试结果如图1所示。
从图1可以看出，采用本发明的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料组装的扣式电池的初始容量为124mah，经300次循环后，其容量剩余率为96％。
对比例1采用未改性的茶籽壳碳锂离子电池负极材料组装的扣式电池的电化学性能的测试
(1)未改性的茶籽壳碳锂离子电池负极材料的制备
采用本发明方法制备未改性的茶籽壳碳锂离子电池负极材料，但不加入硅和硼进行改性，具体为：
将购自市场的茶籽壳机械碾碎至50-150目筛，然后按茶籽壳与KOH固体的重量比为1∶1的比例称取KOH固体，将称取的KOH固体配成1mol/L的KOH溶液，并将茶籽壳与1mol/L的KOH溶液混合，在80-100℃下搅拌直至水份全部蒸发，然后在高温炉里，在氩气保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时进行碳化，得到茶籽壳碳。
将茶籽壳碳放入400mL蒸馏水中，加入150mL 1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌3h，然后过滤；
将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干，得到纯化的茶籽壳碳，作为未改性的茶籽壳碳锂离子电池负极材料。
(2)电极片的制备
将步骤(1)所得的未改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料作为电极活性物质与乙炔黑和聚偏氟乙烯(PVDF)以80∶10∶10(重量比)的比例混合，然后滴入1-10mL二甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，搅拌混合均匀成浆料，并涂在直径为15mm的圆形镍网上，在干燥箱中干燥12h，然后用辊机压制成0.06-0.14mm的薄片，将所得薄片在真空干燥箱中于110℃干燥6h，制成对比电极片。
(3)电化学性能的测试
使用常规方法用步骤(1)的电极片作为负极片，以金属锂片作为对电极，以Celgard 2300型聚丙烯为隔膜，以1mol/L LiPF6/EC:DMC(V(EC)∶V(DMC)＝1∶1)为电解液，在相对湿度为2％的氩气手套箱内，将负极片、对电极、隔膜及电解液装入购自市场的扣式电池模型，并组装成扣式电池。将组装好的扣式电池放置12h后采用恒电流充放电，电流密度为100mA/g，充放电电压为0.001-3.5V。测试结果如图2所示。
从图1和图2可以看出，在同等条件下，采用未改性的茶籽壳碳锂离子电池负极材料组装的扣式电池的初始容量为103mah，经300循环后，其容量剩余率为81％，其性能大大低于本发明方法改性处理的茶籽壳碳负极材料的性能。
测试结果表明，茶籽壳碳经过掺杂硅和硼改性处理后，由于在充放电过程中硅与锂发生可逆作用，尤其是在0.1-0.5V之间，采用本发明的改性茶籽壳碳锂离子负极材料组装的扣式电池的容量在多次循环后仍没有衰减。硼的缺电子性，增加了锂与碳材料的结合能，可以提高碳的可逆容量。将硅和硼加入到茶籽壳碳后，极大地改善了茶籽壳碳的电化学性能。
本发明的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料具有以下优点：
1)电化学容量高。经本发明方法改性后，茶籽壳碳的首次嵌锂容量有了很大的提高。在首次充放电循环后的放电容量达到了502mAh/g，经过多次循环后充放电效率仍然保持在很高的水平，并且嵌脱锂过程中的电压滞后现象也有了明显的改善。而没有经过本发明方法改性处理的茶籽壳碳的首次放电容量不到210mAh/g，首次不可逆容量大，充放电效率不到50％。
2)充放电循环性能好。在充放电电流密度为100mA/g，电压窗口为0.001-3.5V条件下，经本发明方法改性的茶籽壳碳与未经本发明方法改性的茶籽壳碳的循环性能相比，经本发明方法改性的茶籽壳碳的循环性能有了明显的改善，在首次充放电循环后，其容量在多次循环后基本上没有衰减。并且本发明改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料在大电流充放电条件下循环性能较好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料，其特征在于，含有0.1-10重量份的硅、0.1-10重量份的硼和80-99.8重量份的茶籽壳碳，所述茶籽壳碳是将茶籽壳经机械碾碎至50-150目筛，再与强碱混合，在80-100℃下搅拌至水份全部蒸发，然后在高温炉内碳化得到茶籽壳碳的粗产品，将所得茶籽壳碳的粗产品纯化而得到，所述纯化是将茶籽壳碳的粗产品放入200-500mL蒸馏水中，再加入100-300mL1mol/L的硝酸，在60-80℃下搅拌1-5h，然后过滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，洗至中性，然后烘干。
2.按照权利要求1所述的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料，其特征在于，含有0.4-5.0重量份的硅，0.3-5.0重量份的硼，90-99.3重量份的茶籽壳碳。
3.按照权利要求1所述的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料，其特征在于，含有1.5重量份的硅，0.6重量份的硼，97.9重量份的茶籽壳碳。
4.按照权利要求1所述的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料，其特征在于，所述碳化是在惰性气体保护下以2-8℃/min的升温速率升温至800℃后保温1-3小时；所述惰性气体为氮气或氩气；所述强碱是氢氧化钠或氢氧化钾，所述强碱与所述茶籽壳的重量比为1∶1。
5.一种制备以上权利要求中任一项所述的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述纯化的茶籽壳碳与硅和硼进行机械混合，然后球磨至混合均匀。
6.按照权利要求5所述的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述硅的纯度为不小于99％，粒径为30-50nm；所述硼的纯度为不小于99％，粒径为15-60μm。
7.权利要求1-4任一项所述的改性茶籽壳碳锂离子电池负极材料在制备锂离子电池中的应用，所述应用具体是用于制备电极。
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