[发明专利]电极负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种电极负极材料，由基体和包覆它的包覆层组成复合材料，其特征在于：

所述基体为含碳量在99.9％以上的石墨类材料，形状为球形、长短轴比为1.0～4.5的类球形块状和片状的一种以上，基体含有纳米微孔或纳米孔隙，纳米微孔或纳米孔隙的尺寸为10～500nm，孔隙率在0.5～20％，真实密度为2.0～2.26g/cm³；所述包覆层为非石墨碳材料，包覆层的质量为基体质量的大于0至20％；所述复合材料的平均粒度D₅₀为3.0～50.0μm，比表面积为1.0～20.0m²/g，复合材料粉体压实密度为1.50～2.15g/cm³；所述石墨类材料为天然晶质石墨、天然隐晶质石墨、天然结晶脉状石墨、人造石墨、碳微球和导电石墨的一种以上；所述非石墨碳材料是易石墨化的软碳、有机物热解炭或气相沉积碳；所述易石墨化的软碳是软化点30～300℃的煤沥青、石油沥青、煤焦油、石油工业重质油和重质芳香烃中的一种以上；所述有机物是高分子聚合物聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯、丙烯酸树脂和聚丙烯腈中的一种以上，或高分子导电聚合物为聚噻吩，聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚并苯，聚噬吩、聚苯撑、聚苯撑乙烯和聚双炔中的一种以上。

2.一种电极负极材料的制备方法，包括以下步骤：一、氧化和/或还原处理石墨类材料，将石墨类材料以0.1～100℃/min的速度升温，同时以0.05～10m³/h的流量通入氧化/还原气体或氧化/还原气体与惰性气体的混合气体，温度达到100～1000℃；所述石墨类材料为天然晶质石墨、天然隐晶质石墨、天然结晶脉状石墨、人造石墨、碳微球和导电石墨的一种以上；二、降温至100℃以下，停止通入氧化/还原气体或氧化/还原气体与惰性气体的混合气体；三、以氧化/还原处理后的石墨类材料为石墨基体，进行固相包覆易石墨化的软碳或液相包覆有机物热解炭，热解成非石墨碳材料，得到电极负极材料，包覆层的质量为石墨基体质量的大于0至20％；易石墨化的软碳是软化点30～300℃的煤沥青、石油沥青、煤焦油、石油工业重质油和重质芳香烃中的一种以上；所述有机物是高分子聚合物聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯、丙烯酸树脂和聚丙烯腈中的一种以上，或高分子导电聚合物为聚噻吩，聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚并苯，聚噬吩、聚苯撑、聚苯撑乙烯和聚双炔中的一种以上。

3.根据权利要求2所述的电极负极材料的制备方法，其特征在于：对所述电极负极材料采用100℃以下加热或真空干燥方法使电极负极材料水分含量在0.1％以下。

4.根据权利要求2所述的电极负极材料的制备方法，其特征在于：对所述电极负极材料干燥后进行筛分进行除磁，除磁1～20次，磁感应强度为3000～30000Gs，处理温度为10～80℃，电磁锤打击频率为3～180次/秒，然后进行筛分，得到平均粒度D₅₀为3.0～50.0μm的电极负极材料。

5.根据权利要求2所述的电极负极材料的制备方法，其特征在于：所述氧化/还原处理石墨类材料时，以大于0至20rpm的转速旋转氧化/还原石墨类材料的炉腔。

6.根据权利要求2所述的电极负极材料的制备方法，其特征在于：所述氧化/还原处理石墨类材料时，温度达到100～1000℃时，保温大于0至6h。

7.根据权利要求2所述的电极负极材料的制备方法，其特征在于：所述降温采用在炉壁和炉壁内的导热层之间通入压缩空气的方式或炉内自然降温的方式。

8.根据权利要求2所述的电极负极材料的制备方法，其特征在于：所述固相包覆的包覆材料为石墨基体质量的1～20％，混合速度为100～500r/min，混合包覆5～180min，或融合转速500～3000r/min，间隙为0.01～1.0cm，融合温度为20～80℃，融合包覆10～200min，自然降温至室温。

9.根据权利要求2所述的电极负极材料的制备方法，其特征在于：所述液相包覆，将石墨基体与石墨基体质量0.1～20％的可溶性有机物液相混合，以2000～8000r/min的速度混合搅拌10～120min，所述液相混合用溶剂是水或有机溶剂，溶剂的质量是石墨基体质量的0.8～2.0倍，混合温度为10～90℃，在80～300℃条件下，烘干处理1-30h。

10.一种电极负极材料的制备方法，包括以下步骤：一、氧化和/或还原处理石墨类材料，将石墨类材料以0.1～100℃/min的速度升温，同时以0.05～10m³/h的流量通入氧化/还原气体或氧化/还原气体与惰性气体的混合气体，温度达到100～1000℃，保温大于0至6h；二、气相包覆，通入含碳性的气体，通入量为0.05-15m³/h，保持0.1-5h后炉内降温至100℃以下，停止通入氧化/还原气体或氧化/还原气体与惰性气体的混合气体；所述含碳性的气体为甲烷、乙炔、乙烯、CO₂、天然气、液化石油气、苯和噻吩中的一种以上。