[发明专利]一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法，涉及锂离子电池技术领域。该锂离子电池用石墨负极材料按以下步骤进行制备：将石墨前驱体原料进行粉碎、整形处理得到石墨前驱体细粉；将石墨前驱体细粉与粘结剂放入搅拌机中混合均匀后置于热包覆反应釜中造粒得到颗粒料；将颗粒料筛分得到筛上料1和筛下料1，再将筛上料1打散处理后筛分得到筛上料2和筛下料2；将筛下料1和筛下料2分别进行石墨化处理依次得到石墨化样品1和石墨化样品2；将石墨化样品筛分、除磁、筛分；将石墨化样品进行掺混得到石墨负极材料。该石墨负极材料具有高容量、高压实的特性，制备工艺简单，操作简便，易于实现产业化。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池以其工作电压高、能量密度高、充放电效率高、无记忆效应、自放电小、绿色无污染等优点，被认为是21世纪最理想的能源。

负极材料是锂离子电池关键材料之一，目前大规模商业化的主要包括人造石墨、天然石墨和中间相炭微球等。人造石墨因兼具优异的循环性能和较高的容量，占据较大的市场份额，其主要应用于智能手机、超极本等3C类产品中。近年来，人造石墨除用于3C类产品，也更多的应用于动力电池中，为了提升待机时间和续航里程，3C类产品电池和动力电池向高能量密度发展，这就要求人造石墨负极材料必须要有更高的放电比容量和压实密度，以实现锂离子电池体系能量密度的提升。

与天然石墨相比，人造石墨的石墨化度相对较低，结晶度较低，因此容量也较低；且人造石墨压实后易反弹，压实密度相对也较低。影响材料容量和压实的因素主要有基体材料的选择、石墨化度、粒度分布、形貌、取向性、OI值等的影响。针对影响因素，开发一种具有高石墨化度、高容量、高压实的人造石墨负极材料，是本领域亟待解决的一个问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法，本发明通过粉碎、整形、造粒、石墨化、筛分除磁、掺混，制备得到具有高容量、高压实的石墨负极材料，制备工艺简单，操作简便，易于实现产业化。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案如下：

本发明目的在于提供一种锂离子电池用石墨负极材料的制备方法，按以下步骤具体进行：

(1)粉碎：将石墨前驱体原料进行粉碎、整形处理得到平均粒径为5～13μm的石墨前驱体细粉；

(2)混合：将石墨前驱体细粉与粘结剂放入搅拌机中混合均匀得到混合料；

(3)造粒：将混合料置于热包覆反应釜中，在惰性氛围下进行造粒得到颗粒料；

(4)筛分：将颗粒料放在筛网上进行筛分，得到筛上料1和筛下料1，将筛上料1经打散处理后放在筛网上进行筛分，得到筛上料2和筛下料2；

(5)石墨化：将筛下料1进行石墨化处理得到石墨化样品1，将筛下料2进行石墨化处理得到石墨化样品2；

(6)筛分除磁：将石墨化样品1和石墨化样品2进行筛分、除磁、筛分；

(7)掺混：将石墨化样品进行掺混得到石墨负极材料。

优选地，所述步骤(1)中，所述石墨前驱体原料为针状焦。

优选地，所述步骤(1)中，粉碎方式为80粉碎、辊压磨的一种；整形方式为60机整形、流能整形的一种。

优选地，所述步骤(2)中，所述石墨前驱体细粉与粘结剂按重量百分比为：石墨前驱体细粉80-92％，粘结剂8-20％。

优选地，所述步骤(2)中，所述粘结剂为高温沥青、中温沥青中的一种，所述粘结剂粒度为2～6μm。

优选地，所述步骤(3)中，所述反应釜为立式反应釜、卧式反应釜中的一种，所述惰性氛围为氮气。