[发明专利]包覆剂、改性石墨材料及其制备方法、应用、锂离子电池

说明书

本发明公开了包覆剂、改性石墨材料及其制备方法、应用、锂离子电池。该包覆剂包括古马隆树脂与洗油；所述古马隆树脂与所述洗油的质量比为(1～3):1。将该包覆剂与石墨按照(7～15):100的比例混合并炭化制得改性石墨材料，该改性石墨材料包覆均匀、振实密度较高；将该改性石墨材料用于制备锂离子电池，所制备的锂离子电池首次放电效率较高≥93.5％；阻抗显著降低、倍率性能好。

技术领域

本发明涉及包覆剂、改性石墨材料及其制备方法、应用、锂离子电池。

背景技术

随着能源的枯竭和环境的日益恶化，寻求可替代的清洁能源越来越重要。锂离子电池作为新一代的储能材料，具有重量轻、寿命长、比能量密度高、无污染、无记忆效应等优点，被广泛应用于手机、电脑、数码相机等电子设备中。

锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质组成，负极材料的性能决定电池性能。石墨作为负极材料中最为广泛的材料，具有储量丰富，价格低廉，电化学性能稳定，实际能量密度接近理论能量密度等优点；但是其缺点为石墨与电解液的相容性较差，在嵌锂过程中容易产生石墨层的剥离，从而导致其循环性能较差。基于前述缺点，需要对石墨进行改性处理，以保证循环性能、首次充放电效率等。

常见的改性方法有氧化、包覆、镀膜和掺杂等，其中包覆法在效果和工业化实现上具有较大优势。但是在包覆过程中，随着溶剂的挥发，包覆在球形石墨表面的树脂变不均匀，有的石墨颗粒表面包覆的较厚，有的石墨颗粒表面包覆的较薄，包覆效果变差。

因此，亟需一种包覆更加均匀，且倍率性能较好、阻抗低的负极材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的包覆石墨负极材料包覆不均匀、倍率性能较差以及阻抗较高的缺陷，而提供包覆剂、改性石墨材料及其制备方法、应用、锂离子电池。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种包覆剂，所述包覆剂包括古马隆树脂与洗油；所述古马隆树脂与所述洗油的质量比为(1～3):1。

本发明中，较佳地，所述包覆剂由所述古马隆树脂与所述洗油组成，所述古马隆树脂与所述洗油的质量比为(1～3):1。

本发明中，所述古马隆树脂可为市售可购买的古马隆树脂。较佳地，所述古马隆树脂满足以下参数：软化点(环球法)：80～90℃，水分≤0.3％，灰分≤0.15％；例如上海水兴实业有限公司购得的古马隆树脂。

本发明中，所述洗油一般是指用于从煤气中洗出苯或萘系化合物的吸收油，是煤焦油或石油中的馏分，沸点为230～300℃。较佳地，所述洗油满足如下技术参数：粘度E₅₀≤1.5，密度1.03～1.05g/cm³，萘含量≤8％，水分≤1％，酚含量≤0.3％，例如购自河北日亨化工有限公司的洗油。

本发明中，较佳地，所述古马隆树脂与所述洗油的质量比为(1.5～2.5):1，更佳地为2:1。

本发明中，较佳地，所述包覆剂通过如下步骤制得：将按比例称取的所述古马隆树脂和所述洗油的混合、加热并搅拌即可。所述加热的温度可为100～130℃，较佳地为110℃。所述搅拌的转速可为60～90r/min，较佳地为80r/min。所述搅拌的时间可为1～2h。

本发明还提供一种改性石墨材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将石墨与上述包覆剂混合，即得前驱体；

(2)将所述前驱体进行炭化处理，即得改性石墨材料；

所述包覆剂与所述石墨的质量比(7～15):100。

本发明中，较佳地，所述包覆剂与所述石墨的质量比较佳地为(9～13):100，更佳地为12:100。