[发明专利]用于石墨负极材料造粒或包覆的工艺方法

说明书

本发明公开了一种用于石墨负极材料造粒或包覆的工艺方法，将5～30μm的碳源粉体材料投入反应釜，保持15～25rmp速度搅拌，并以1～6℃/min的升温速率升温至T1并恒温0.5～4小时，T1＝室温～300℃；在T1恒温下将液态粘结剂或包覆剂喷雾至搅拌中的所述碳源粉体材料表面，得到均匀混合的物料；在15～45rmp搅拌速度下，将反应釜温度按照预设升温条件升温至T2，并恒温0.5～4小时，使所述均匀混合的物料形成稳定的复合颗粒或包覆物；其中，T2＝T1～900℃；将所述反应釜冷却至小于50℃，放料进入辊道窑，在900～1300℃下碳化处理；在所述碳化处理后进行混料、筛分、除磁，得到所需成品石墨负极材料。

技术领域

本发明涉及锂电池材料生产制造技术领域，尤其涉及一种用于石墨负极材料造粒或包覆的工艺方法。

背景技术

在石墨负极材料的工业制备过程中，经常用到造粒和包覆等工艺。

造粒的常规方法是将粘结剂与物料简单混合，然后在一定温度下搅拌造粒，得到的产品粒径分布宽、振实低，不利于产品后期加工且会降低产品的使用性能，尤其是当粒偏小时，容易产生废料，造成不可挽回的损失。

包覆的常规方法是将固体或液体包覆剂与物料简单物理混合，然后把物料放在坩埚中，在静止的状态下升温使包覆剂自动流平形成包覆层并碳化，存在包覆不均的风险，且往往所得产品振实偏低和比表偏大，所得产品加工性差，制作成电池后循环、首效和耐高温等性能达不到客户的需求。

市场对负极材料的要求越来越苛刻，尤其是在汽车用动力负极材料，要求长循环、高倍率、高能量密度等，负极的生产工艺对产品性能影响很大，因此造粒和碳化工序急需改善。

发明内容

本发明提供了一种锂电池用的用于石墨负极材料造粒或包覆的工艺方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明实施例提供了用于石墨负极材料造粒或包覆的工艺方法，所述方法包括：

将粒径为5～30μm的碳源粉体材料投入反应釜，保持15～25rmp速度搅拌，并以1～6℃/min的升温速率升温至T1并恒温0.5～4小时，T1＝室温～300℃；

在T1恒温下将液态粘结剂或包覆剂喷雾至搅拌中的所述碳源粉体材料表面，得到均匀混合的物料；

在15～45rmp搅拌速度下，将反应釜温度按照预设升温条件升温至T2，并恒温0.5～4小时，使所述均匀混合的物料形成稳定的复合颗粒或包覆物；其中，T2＝T1～900℃；

将所述反应釜冷却至小于50℃，放料进入辊道窑，在900～1300℃下碳化处理；

在所述碳化处理后进行混料、筛分、除磁，得到所需成品石墨负极材料。

优选的，所述碳源粉体材料包括：人造石墨、天然石墨、中间相碳微球中的一种或多种。

优选的，所述搅拌具体为使被搅拌的物料在所述反应釜中在水平方向和垂直方向运动。

优选的，所述液态粘结剂包括：液体石油沥青、液体聚合物、形成溶液的沥青或形成溶液的树脂中的一种或多种组合；其中，所述碳源粉体材料与所述液态粘结剂的重量比为100:(0.5～25)。

优选的，所述包覆剂包括：液体石油沥青、液体聚合物、形成溶液的沥青或形成溶液的树脂中的一种或多种组合；其中，所述碳源粉体材料与所述包覆剂的重量比为100:(0.5～25)。

优选的，所述液体聚合物包括：聚乙二醇醚、邻苯二甲酸二乙酯。

优选的，所述形成溶液的沥青或形成溶液的树脂包括：沥青-喹啉形成的溶液，或者环氧树脂-丙酮形成的溶液，或者水溶性酚醛树脂-水形成的溶液。