[发明专利]锂离子电池、负极材料及负极材料加工方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池负极材料的加工方法，通过先将非晶质炭前驱体进行粗碎处理得到非晶质炭前驱体粗粉，再将粗粉依次进行干燥、粉碎、整形处理，之后将整形后的非晶质炭前驱体细粉在惰性气体保护下加入改性剂进行改性处理，得到改性后非晶质炭进行石墨化处理，最终制得锂离子电池负极材料，充电快，电容量大，电化学性能优异；数据显示，本发明加工方法制得的锂离子电池负极材料的首次放电比容量在340mAh/g以上，45℃高温循环寿命大于500周；此外，本发明加工方法操作简单，具有工业化生产的前景。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种锂离子电池、负极材料及负极材料加工方法。

背景技术

锂离子电池作为一种化学储能装置，其能量密度高、循环寿命长，在手机等消费类电子产品中的应用具有不可替代的地位，同时，锂离子电池在新能源汽车领域的应用也逐渐成为主流。但是，无论手机还是电动汽车，用户体验最显著的感受有两点，一是续航时间或里程永远不够长(对于锂离子电池而言，即为能量密度小)，二是能量消耗完后补充的速度永远不够快(对于锂离子电池而言，即为充电速度慢)。

负极材料是制约锂离子电池能量密度和大电流充放电性能的关键因素之一。为了满足续航时间或里程需求，当前通常采用天然石墨或针状焦为原料制备的人造石墨作为负极。高端天然石墨和高端人造石墨负极材料比容量已经可以达到365-370mAh/g，接近石墨负极材料的理论容量372mAh/g；为了满足快速充电的需求，目前通常采用石墨化的中间相炭微球作为负极材料，但是中间相炭微球容量低，约330mAh/g，而且制造成本高。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种锂离子电池、负极材料及负极材料加工方法。本发明所述锂离子电池负极材料，充电快，电容量大，电化学性能优异；数据显示，所述锂离子电池负极材料的首次放电比容量在340mAh/g以上，45℃高温循环寿命大于500周。

本发明所采用的技术方案为：

一种锂离子电池负极材料的加工方法，步骤包括：

(1)将非晶质炭前驱体进行粗碎处理，得到非晶质炭前驱体的粗粉；

(2)将步骤(1)处理后的粗粉进行干燥处理，得到干燥后的非晶质炭前驱体物料；

(3)将步骤(2)所述干燥后的非晶质炭前驱体物料进行粉碎处理，得到非晶质炭前驱体细粉；

(4)对所述非晶质炭前驱体细粉进行整形处理，得到整形后的非晶质炭前驱体细粉；

(5)在惰性气体保护下，向所述整形后的非晶质炭前驱体细粉中加入改性剂进行改性处理，得到改性后非晶质炭；

(6)对步骤(5)所述改性后非晶质炭进行石墨化处理，即得所述锂离子电池负极材料。

步骤(1)中，所述非晶质炭前驱体为沥青焦和/或石油焦。

步骤(1)中，所述非晶质炭前驱体粗粉的D50值为1-5mm。

步骤(2)中，进行所述干燥处理的温度为150-350℃，进行所述干燥处理的时间为0.5-3h。

步骤(3)中，所述非晶质炭前驱体细粉的D50值为8-15μm。

步骤(5)中，所述改性剂为沥青。

所述改性处理的具体操作如下：加入改性剂后，先以1-3℃/m33的升温速度升温至500-580℃，再以1-3℃/m33的升温速度升温至600-650℃，最后恒温保持60-240m33，即得所述改性后非晶质炭。

步骤(6)中，所述石墨化处理的温度为2800-3000℃。

一种由所述加工方法制备得到的锂离子电池负极材料。