[发明专利]一种高倍率快充石墨负极材料的制法及材料

说明书

本发明公开了一种高倍率快充石墨负极材料的制法，包括将原料粉碎后经过石墨化得到人造石墨，之后将人造石墨与含碳源粘接剂一起进行机械融合处理，炭化，即得到高倍率快充石墨负极材料，其中原料为石油焦或沥青焦或煤焦中一种或者多种；原料粉碎后粒度D50为3‑10um。与现有技术相比，本发明直接对石油焦等原料进行石墨化之后得到人造石墨，与粘接剂混合后进行机械融合，之后碳化处理，整体工艺流程简单，无需对原料进行包覆改性，大大的降低成本，单次小颗粒使得锂离子进出通道较短，并且在其表面融合包覆一层无定形碳，使得材料的各向同性提高，得到的石墨负极材料的倍率高、快充性能十分优良。

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料技术领域，具体涉及一种高倍率快充石墨负极材料的制备方法及材料。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、使用寿命长、无记忆效应、自放电小的特点，成为目前先进电子设备优选的电源。随着人们生活多样化及节奏的不断加快，对电池充电时间要求越来越短，而负极石墨材料作为锂离子电池重要组成部分，对电池的充放电特性影响较大，因此，提高负极材料的充电特性、同时保持优越的循环性能具有重要意义。然而，当前高倍率材料基本都是为二次颗粒碳化形成，但二次颗粒碳化存在需包覆改性、工艺复杂、成本高等缺点。

有鉴于此，确有必要开发一种单次颗粒碳化、工艺简单、具有优异高倍率与快充性能的高倍率快充石墨负极材料的制法及材料。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种高倍率快充石墨负极材料的制备方法及材料，具有工艺简单、单次颗粒碳化、具有优异高倍率与快充性能、表面无毛刺、表面光滑平整等优点。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种高倍率快充石墨负极材料的制法，包括以下步骤：将原料粉碎后经过石墨化得到人造石墨，之后将人造石墨与含碳源粘接剂一起进行机械融合处理，炭化，即得到高倍率快充石墨负极材料。

进一步地，所述的原料为石油焦或沥青焦或煤焦中一种或者多种；原料粉碎后粒度D50为3-10um。

进一步地，所述的含碳源粘接剂为沥青。

进一步地，所述的石墨化温度为2000℃-3000℃。

进一步地，所述的人造石墨与含碳源粘接剂的质量百分数配比为：人造石墨96-99％、含碳源粘接剂1-4％。

进一步地，所述的炭化为融合物料在惰性气体保护下炭化烧结处理5-20h，炭化温度为900-1300℃。

进一步地，所述的机械融合的条件为：转速为100-500rpm、时间5-30min。

一种上述的高倍率快充石墨负极材料的制法所制备得到的高倍率快充石墨负极材料，该高倍率快充石墨负极材料为单次石墨颗粒，且表面融合有一层无定形碳结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明直接对石油焦等原料进行石墨化之后得到人造石墨，与粘接剂混合后进行机械融合，粘接剂用量极少，仅在于避免单次颗粒、小颗粒的人造石墨融合时扬尘飞散，机械融合后使得单次石墨颗粒的表面光滑平整、无毛刺，之后碳化处理，整体工艺流程简单，无需对原料进行包覆改性，大大的降低成本，此材料为一次石墨小颗粒，小颗粒使得锂离子进出通道较短，并且在其表面融合包覆一层无定形碳，使得材料的各向同性提高，得到的石墨负极材料的倍率高、快充性能十分优良，对锂离子电池材料的新开发具有重要意义。

附图说明：

图1为本发明的高倍率快充石墨负极材料的形成示意图。

上述是发明技术方案的概述，以下结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

具体实施方式：