[发明专利]一种高能量密度低温快充人造石墨材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高能量密度低温快充人造石墨材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将原料粉碎、整形球化得到石墨前驱体粉体；

将上述石墨前驱体粉体放入石墨化炉中，以5～20℃/min的升温速度，升温至2800～3200℃，保温1～96h，冷却后得到石墨基体；

将石墨基体放入气相沉积炉的炉膛中，以3～15℃/min的速度升温，同时以50～500L/h的流量通入惰性保护气体，当温度达到750～1150℃时，调整惰性保护气体的流量至100～1000L/h，同时通入催化气体和碳源气体；

停止通入催化气体和碳源气体，调整惰性保护气体的流量至50～500L/h，采用炉内自然降温的方式至450～600℃，保温0.5～2h；关闭加热电源，采用炉内自然降温方式至80℃以下，停止通入惰性保护气体，得到人造石墨材料；

将人造石墨材料进行筛分，超声振动筛的筛网目数为325目，得到平均粒度D50为3～8μm的低温快充人造石墨材料。

2.根据权利要求1所述的高能量密度低温快充人造石墨材料的制备方法，其特征在于，在所述将原料粉碎、整形球化得到石墨前驱体粉体步骤中，所述原料为粒径小于10mm的石油焦、沥青焦、中间相焦、各向同性焦中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的高能量密度低温快充人造石墨材料的制备方法，其特征在于，在所述将原料粉碎、整形球化得到石墨前驱体粉体步骤中，所述石墨前驱体粉体的粒度D50为2～7微米。

4.根据权利要求1所述的高能量密度低温快充人造石墨材料的制备方法，其特征在于，在所述将上述石墨前驱体粉体放入石墨化炉中，以5～20℃/min的升温速度，升温至2800～3200℃，保温1～96h，冷却后得到石墨基体步骤中，所述石墨化炉为箱式高温石墨炉、连续式高温石墨化炉、串接式石墨化炉、艾奇逊石墨化炉中的一种。

5.根据权利要求1所述的高能量密度低温快充人造石墨材料的制备方法，其特征在于，在所述将石墨基体放入气相沉积炉的炉膛中，以3～15℃/min的速度升温，同时以50～500L/h的流量通入惰性保护气体，当温度达到750～1150℃时，调整惰性保护气体的流量至100～1000L/h，同时通入催化气体和碳源气体步骤中，所述惰性保护气体、碳源气体、催化气体的流量比为1:(0.1～1):(0.01～0.1)，通入时间为1～10h。

6.根据权利要求1所述的高能量密度低温快充人造石墨材料的制备方法，其特征在于，在所述将石墨基体放入气相沉积炉的炉膛中，以3～15℃/min的速度升温，同时以50～500L/h的流量通入惰性保护气体，当温度达到750～1150℃时，调整惰性保护气体的流量至100～1000L/h，同时通入催化气体和碳源气体步骤中，所述气相沉积炉为回转窑、管式炉、流化床中的一种。

7.根据权利要求1所述的高能量密度低温快充人造石墨材料的制备方法，其特征在于，在所述将石墨基体放入气相沉积炉的炉膛中，以3～15℃/min的速度升温，同时以50～500L/h的流量通入惰性保护气体，当温度达到750～1150℃时，调整惰性保护气体的流量至100～1000L/h，同时通入催化气体和碳源气体步骤中，所述惰性保护气体为氮气或氩气。

8.根据权利要求1所述的高能量密度低温快充人造石墨材料的制备方法，其特征在于，在所述将石墨基体放入气相沉积炉的炉膛中，以3～15℃/min的速度升温，同时以50～500L/h的流量通入惰性保护气体，当温度达到750～1150℃时，调整惰性保护气体的流量至100～1000L/h，同时通入催化气体和碳源气体步骤中，所述催化气体为氢气。