[发明专利]一种锂离子电池石墨负极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料技术领域，具体地说是一种锂离子电池石墨负极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池凭借其高比能量、高工作电压、充放电速度快、循环寿命长、安全无污染等优点，已经成功取代其他二次电池，成为移动电话、笔记本电脑和摄录像机等小型电子产品的主要能源，而且大大地推动了电动汽车的产业化进程，许多国家也已经全面启动锂离子电池在军事和航空航天领域的开发，这就对锂离子电池提出来了更高的要求。

随着科技发展，电子产品和能源汽车对能量密度以及高功率更加地关注，尤其是能源汽车对高功率即能快速充放电有很大的要求。因此近年来针对石墨的改性处理已经成为研究热点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，将一种石油焦原料，直接经过石墨化处理，形成单颗粒的包覆产品，然后进行粉碎、分级处理使大颗粒解聚，最后再进行常温改性包覆，让大小颗粒进行镶嵌、球化，增加产品的振实密度，使颗粒形貌更加规整，减低物料的比表面积，有力于提高电池材料的电性能。

为实现上述目的，设计一种锂离子电池石墨负极材料的制备方法，其包括下述步骤：

(1)、混料：将粒径6～10μm的石油焦，先进行混料，使其混匀；

(2)、石墨化处理：在惰性气体中以2300～2800℃进行石墨化处理65～75h，得焦化物包覆体；

(3)、粉碎分级处理：将焦化物包覆体进行粉碎并分级取粒径为12～18μm的物料；其中粉碎的主要目的是解聚粘接性比较强的大颗粒，分级的目的是挑选合适的颗粒分布；

(4)、常温改性：将粉碎分级处理后的物料在融合设备中进行常温改性，转速700～900r/min，时间180～240s，得到改性包覆体成品，D50粒径为11～17μm，物料填充体积65～80％。其通过物料颗粒之间的镶嵌、挤压对物料表面进行修饰。

所述的混料的时间为30～45min。

所述的混料的时间为25～40min。

所述混料中采用粒径为7～8μm的石油焦。

所述的石墨化处理在石墨化炉中进行，所述的石墨化炉采用艾奇逊炉。

所述的惰性气体为氮气、卤族元素气体混合气体。

所述的粉碎分级处理为先粉碎后筛分，或者所述的粉碎分级处理为在粉碎同时通过内分级转速进行分级。所述的内分级转速进行分级为通过粉碎内部所设分级机，进一步对物料分级选择，使颗粒分布更均匀。

所述的筛分采用电机振动筛或超声波振动筛。

所述的改性包覆体D50粒径为13～15μm。

本发明与现有技术相比，制备的锂离子电池石墨负极材料具有较高的振实密度，电池容量相对较高，工序简单、生产成本低；其电化学性能总结如下：首次放电容量在350mAh/g以上，首次充放电率在90％以上；放电平台及平台保持率较高；循环性能好，350次循环，容量保持＞90％；加工性能比较好；加工制备方法比较简单，生产成本较低，适合工业化生产。

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步地说明。

实施例1

本例中包括下述步骤：

(1)、将粒径6μm的石油焦，先进行混料35min，使其混匀，本发明中的混料是指自身的混料，使物料更均匀；

(2)、以2700℃进行石墨化处理65h，得焦化物包覆体；

(3)将焦化物包覆体进行粉碎分级处理，取粒径为12μm的物料；

(4)将粉碎处理后的物料在融合设备中进行常温改性，转速是800r/min，改性时间160s。

实施例2

本例中包括下述步骤：

(1)、将粒径8μm的石油焦，先进行混料40min，使其混匀，本发明中的混料是指自身的混料，使物料更均匀；

(2)、以2700℃进行石墨化处理70h，得焦化物包覆体；

(3)将焦化物包覆体进行粉碎分级处理，取粒径为15μm的物料；

(4)将粉碎处理后的物料在融合设备中进行常温改性，转速是800r/min，改性时间200s。

实施例3

本例中包括下述步骤：

(1)、将粒径10μm的石油焦，先进行混料45min，使其混匀，本发明中的混料是指自身的混料，使物料更均匀；

(2)、以2700℃进行石墨化处理75h，得焦化物包覆体；

(3)将焦化物包覆体进行粉碎分级处理，取粒径为18μm的物料；