[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

本发明公开了一种人造石墨材料的预处理方法，其特征在于，其包括下述步骤：（1）将D50为16‑22μm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≤2%，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1700‑2200r/min的转速混料3‑30min，之后过筛即可。本发明还提供由所述人造石墨材料的预处理方法制备而得的人造石墨材料及其在制备电池负极材料中的应用。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，大小颗粒分布地更均匀；形貌规整度增加，修饰地更完整均匀，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。

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

近年来，电子装置的普及化对二次电池的性能提出了更高的要求。尤其是锂离子电池的异军突起，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和更好的使用性能。目前针对提高电池性能的研究已经有很多，然而随着对电池性能要求的进一步提高，还需要提高电池的压实密度，从而更大幅度地提高人造石墨整体的材料性能。

人造石墨材料具有很好的加工使用性能，但是存在压实密度较低的缺陷。人造石墨材料在生产加工的过程中，一般会有后续的加工分级的程序，而加工分级的生产程序通常会影响到材料的粒度分布，同时由于加工过程中机器的磨损，还会影响到人造石墨的颗粒形貌，进而会使材料整体的压实密度降低。

在锂离子电池设计过程中，压实密度=面密度/(极片碾压后的厚度-集流体厚度)，单位：g/cm³；锂离子动力电池在制作过程中，压实密度对电池性能有较大的影响。一般来说，压实密度越大，电池的容量就能做地越高，所以压实密度是电池材料能量密度的重要参考指标之一。压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，压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，压实密度越大，电池的容量就越高。

目前提高人造石墨压实密度的方法主要是提高物料的石墨化度，石墨化度的提高能够使材质更软，更好压，从而提高人造石墨的压实密度。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，因此压实密度的提高程度比较有限，该问题亟待解决。

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压实密度不高的缺陷，而提供一种提高人造石墨材料的粉末压实密度，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16-22μm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≤2%，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1700-2200r/min的转速混料3-30min，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18-21μm。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100-150℃，更佳地为120-150℃，最佳地为150℃。