[发明专利]一种湿法加压包覆涂层制备锂离子电池石墨负极材料的方法有效
申请号: | 201911052483.9 | 申请日: | 2019-10-31 |
公开(公告)号: | CN110828798B | 公开(公告)日: | 2022-06-07 |
发明(设计)人: | 吴世锋;徐立宏;刘琳;李彩霞;李元;朱小龙;郭彦兵;张翼祥;陈生惠 | 申请(专利权)人: | 方大炭素新材料科技股份有限公司 |
主分类号: | H01M4/36 | 分类号: | H01M4/36;H01M4/587;H01M10/0525 |
代理公司: | 甘肃省知识产权事务中心代理有限公司 62100 | 代理人: | 马剑 |
地址: | 730084 甘*** | 国省代码: | 甘肃;62 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 湿法 加压 涂层 制备 锂离子电池 石墨 负极 材料 方法 | ||
1.一种湿法加压包覆涂层制备锂离子电池石墨负极材料的方法,其特征在于包括如下步骤:
将石墨粉粗精磨使其球化分级,球化整形后,与复合包覆涂层材料在递增式加压包覆釜中加压包覆涂层,使包覆涂层材料与石墨颗粒充分浸润融合、填充嵌合,形成完整的包覆层;之后进行炭化,得到石墨负极材料;所述复合包覆涂层材料由液态沥青、有机物稀释剂和表面活性剂组成;
混合包覆涂层作业中穿插采用递增式P1- P2- P3- P4加压包覆涂层,从最初的混合包覆涂层到最后的混合包覆涂层作业总时间不能低于120分钟,混合包覆涂层温度不低于140℃;
所述炭化步骤采用液相炭化与气相炭化包覆相结合,炭化过程,最高温度不低于1200℃,200-700℃之间最快升温速度不能超过5℃/小时,最高温度阶段持续时间不低于20小时;
所述液态沥青、有机物稀释剂和表面活性剂的重量比为18-48%:51-80%:1-2%;
沥青为中高温石油沥青或煤沥青;
石墨粉加入加压包覆釜中需要预热60℃以上;复合包覆涂层材料加入加压包覆釜预热的石墨粉中;复合包覆涂层材料:石墨粉的配比为5-30重量份:100重量份,二者进行充分地混合包覆涂层作业。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:加压包覆涂层分四个阶段连续递增进行加压,每个阶段对应压力递增提高,即P1≥ P2≥ P3 ≥P4,P1- P2- P3- P4每个阶段加压压力P1在0.5-5.0MPa范围内,P2=2P1,P3=3P1,P4=4P1,每个阶段加压持续时间为60-240秒。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于:在混合包覆涂层作业全过程中多次穿插递增式加压包覆,首次加压包覆实施在混合包覆作业不少于50分钟,末次P1- P2- P3- P4加压包覆涂层作业后,至少要进行20分钟混合包覆作业方可出料。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于:稀释剂为煤油、柴油、液压油或煤沥青蒸馏的轻质组分之一或其混合物;表面活性剂为能降低固-液包覆涂层表面张力的表面活性物质。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于:所述复合包覆涂层材料的制备过程为,在加热熔化静置的液态沥青中加入有机物稀释剂、表面活性剂充分搅拌混合均匀,制备的复合包覆涂层材料温度不低于100℃。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述石墨粉采用人造石墨粉或天然石墨粉,粒度小于10mm,纯度大于99.9%,石墨化度不低于94.0%,经过粗磨、精磨,球化分级中位径为6-17μm,最大粒径小于65μm,比表面积小于17.0 m2/g,振实密度大于0.60g/cm3。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述递增式加压包覆釜包括锅体(1)、双螺旋搅拌器(2)、加压头(3),锅体(1)内腔下方设有双螺旋搅拌器(2),锅体(1)内腔上方设有加压头(3),加压头(3)呈倒T形,沿锅体(1)内腔上下移动;通过加压头上下移位使气体加压介质,对混合物料进行加压;气体加压介质可以是空气、混合物料中的挥发性气体、氮气或其它惰性气体。
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