[发明专利]一种人造石墨材料的预处理方法及所得产品和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种人造石墨材料的预处理方法及所得产品和应用。

背景技术

随着电子装置的普及化，越来越需要性能更好的二次电池。特别令人瞩目的是锂离子电池，与镍镉或镍氢电池相比，使用锂离子电池具有更高的能量密度，从而具有更好的使用性能。目前现有技术已经针对提高电池性能进行了广泛研究，然而随着对电池性能要求的进一步提高，还需要提高电池的振实密度，从而从整体上提高人造石墨的材料性能。

人造石墨材料具有很好的加工使用性能，但是普遍存在振实密度低的缺陷。人造石墨材料在生产加工过程中，一般会有后续加工分级的程序，而加工分级的生产程序会影响到材料的粒度分布，机器的加工磨损会影响到人造石墨的颗粒形貌，进而会使材料整体的振实密度降低。

在锂离子电池设计过程中，振实密度是在规定条件下容器中的粉末经振实后所测得的单位容积的质量。锂离子动力电池在制作过程中，振实密度对电池性能有较大的影响。一般来说，振实密度越大，电池的容量就能做到越高，所以振实密度也被看作材料能量密度的参考指标之一。振实密度不光和颗粒的大小、密度有关系，还和颗粒的形貌有关系，振实密度大的一般都有很好的粒子正态分布。可以认为，工艺条件一定的条件下，振实密度越大，电池的容量越高。

为了解决上述问题，人造石墨一般要进行后续的表面改性处理，以提高材料的振实密度。目前提高人造石墨振实密度的方法主要有提高物料的石墨化度，石墨化度的提高能使材质更软，更好压，从而提高人造石墨的振实密度。但是，单纯提高材料的石墨化度只能使材质更软，并不会改变颗粒的形貌，颗粒的整体粒度分布不会有大的改观，因此振实密度的提高程度非常有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的人造石墨物料的颗粒表面修正不完善且没有过筛等后续处理导致振实密度不高的缺陷，而提供一种提高人造石墨材料的粉末振实密度，但不影响材料原来的粒度分布以及容量和效率的发挥，同时使材料的形貌规整度增加，安全性好，性质稳定，批次之间几乎没有差别的人造石墨材料的预处理方法及所得产品和应用。

本发明提供的技术方案之一是：一种人造石墨材料的预处理方法，其包括下述步骤：

（1）将D50为18-24μm的人造石墨材料干燥至其中的水分占物料总质量的百分比≤1%，得干燥的人造石墨材料；

（2）将步骤（1）所得的干燥的人造石墨材料在高速改性融合机中以2300-2700r/min的转速混料5-15min，之后过筛即可。

本发明中，步骤（1）所述的人造石墨材料为本领域常规的各种普通人造石墨原材料；较佳地，所述的人造石墨材料的D50值为20-22μm。所述的D50为体积平均粒径，指一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径，其物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%。

本发明中，步骤（1）所述的人造石墨材料的单次处理量较佳地为1.5-3kg，更佳地为2-2.5kg，最佳地为2.2kg。

本发明中，步骤（1）所述的干燥为本领域常规的干燥操作，一般在干燥箱中进行；所述的干燥的时间较佳地为1-3小时，更佳地为1.5-3小时；所述的干燥的温度较佳地为100-140℃，更佳地为120-140℃，最佳地为140℃。

本发明中，步骤（2）所述的混料较佳地为以2300-2500r/min的转速混料5-10min。在所述的混料之前，较佳地还包括对混料的机器进行清理、检测，以没有其他杂质为佳。

本发明中，步骤（2）所述过筛的目数较佳地为200-250目，更佳地为250目，以除去杂质和大颗粒。

本发明中，在步骤（2）所述的过筛之后，所得的人造石墨材料在实际使用之前，较佳地还会按常规步骤送检处理。

本发明提供的技术方案之二是：如前所述的人造石墨材料的预处理方法制得的人造石墨材料。

本发明提供的技术方案之三是：如前所述的人造石墨材料的预处理方法制得的人造石墨材料在制备电池负极材料中的应用。

本发明中，所述的电池负极材料较佳地为锂离子电池负极材料。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：本发明的人造石墨材料的振实密度明显提高；整体粒度分布不会受影响，大小颗粒分布得更均匀；形貌规整度增加，修饰得更完整均匀，不影响容量和效率的发挥；性质稳定，批次之间几乎没有差别。本发明的人造石墨材料的预处理方法简单可行，适用于工业化生产。