[发明专利]锂离子电池负极材料、锂离子电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)石墨化处理的人造石墨和软碳前驱体的混合物经热处理和碳化处理，制得在所述石墨化处理的人造石墨的表面包覆有软碳的物料A；

(2)所述物料A和高分子聚合物的混合物经热处理和碳化处理，制得在所述物料A的表面包覆有硬碳的所述锂离子电池负极材料；所述高分子聚合物为所述硬碳的原料；步骤(2)中，所述碳化处理的温度为700～1000℃；

所述软碳和所述硬碳之间包含一连续的空腔层；所述空腔层的厚度为0.05～0.65μm。

2.如权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述石墨化处理的人造石墨中挥发组分的质量百分比为小于等于6％，较佳地为3％～6％；

和/或，步骤(1)中，所述石墨化处理的人造石墨的粒径D50为9.5～13.5μm，较佳地为10.5～13.5μm；

和/或，步骤(1)中，所述石墨化处理的人造石墨和所述软碳前驱体的混合物的制备方法包括如下步骤：将所述石墨化处理的人造石墨和所述软碳混合均匀，即可；所述混合的转速较佳地为30～50r/min，更佳地为40r/min；所述混合的时间较佳地为20～80min，更佳地为40～60min；

和/或，步骤(1)中，所述石墨化处理的人造石墨和所述软碳前驱体的混合物的粒径D50为9～12μm，较佳地为10μm；

和/或，步骤(1)中，所述软碳前驱体为沥青；所述沥青较佳地为中温石油沥青或煤沥青；

和/或，步骤(1)中，所述软碳前驱体的软化点为180～220℃；

和/或，步骤(1)中，所述石墨化处理的人造石墨和所述软碳前驱体的质量比为100：(2.5～10)，较佳地为100：(5～10)；

和/或，步骤(1)中，所述热处理在卧式包覆釜中进行，所述卧式包覆釜的转速为10～30Hz，较佳地为25Hz；

和/或，步骤(1)中，所述热处理的温度为200～500℃；

和/或，步骤(1)中，所述热处理的时间为3～9h；

和/或，步骤(1)中，所述热处理后制得物料的粒径D50为11～15μm，较佳地为13μm；

和/或，步骤(1)中，所述碳化处理在惰性气氛下进行；所述惰性气氛较佳地为氮气；

和/或，步骤(1)中，所述碳化处理的温度为900～1300℃，较佳地为1100～1200℃，更佳地为1150℃；

和/或，步骤(1)中，所述碳化处理的时间为6～20h，较佳地为10～15h；

和/或，步骤(1)中，所述物料A的粒径D50为10.0～14.0μm，较佳地为12.0μm。

3.如权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，石墨化处理的人造石墨的制备方法包括如下步骤：人造石墨经整形、热处理和石墨化处理，即可；

较佳地，所述人造石墨为针状石油生焦；

较佳地，所述人造石墨中挥发组分的质量百分比为4％～8％；

较佳地，所述人造石墨在使用前还进一步包括粉碎的操作；所述粉碎后制得物料的粒径D50较佳地为8～12μm，更佳地为8.5～12μm；

较佳地，所述整形后制得物料的粒径D50为9～13μm，更佳地为9～11μm；

较佳地，所述整形后制得物料的粒径Dmin为大于等于2μm；

较佳地，所述热处理在卧式包覆釜中进行，所述卧式包覆釜的转速为10～30Hz，更佳地为25Hz；

较佳地，所述热处理在惰性气氛下进行；所述惰性气氛较佳地为氮气；

较佳地，所述热处理的时间为2～9h，更佳地为6h；

较佳地，所述热处理的温度为400～700℃；

较佳地，所述热处理制得物料的粒径D50为9.5～12.5μm，更佳地为11μm；

较佳地，所述石墨化处理的温度为2800～3200℃，更佳地为2900～3200℃；

较佳地，所述石墨化处理的温度升至2800～3200℃的时间为16～48h，更佳地为40～48h；

较佳地，所述石墨化处理的时间为20～40天，更佳地为20～30天。