[发明专利]一种锂离子电池天然石墨负极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池天然石墨负极材料，包括天然球形石墨、玉米淀粉、柠檬酸水溶液和戊二醛，所述天然球形石墨导电性良好，所述天然球形石墨的结晶度高。该锂离子电池天然石墨负极材料的制备方法所制造出的锂离子电池天然石墨负极材料具备较好的循环性能，与常规的沥青包覆法相比，本产品粒度涨幅较小，玉米淀粉及其交联剂只起包覆作用未使石墨团聚，包覆是均匀的；产品比表面积均大幅度减小，玉米淀粉及其交联剂对球形石墨的包覆效果明显；产品克容量有所下降但首次库伦效率提高显著，石墨表面的缺陷被包覆层所覆盖；产品容量保持率明显改善，包覆层有利于保持材料结构的稳定，本发明所示制备方法更绿色环保，成本更低。

技术领域

本发明涉及锂离子电池天然石墨负极材料制备技术领域，具体为一种锂离子电池天然石墨负极材料的制备方法。

背景技术

天然球形石墨的表面具有大量缺陷，从而影响首次库伦效率和循环性能，必须经过包覆处理才能用作锂离子电池负极材料，目前通用的包覆工艺是将沥青粉与球形石墨混合后进行碳化，该技术尚有很多不足之处，就比如：

如公开号为CN103855395B的一种锂离子电池天然石墨负极材料及其制备方法，其技术存在以下问题：一是沥青受热后流动过程不可控致使包覆不均匀，二是碳化过程产生大量含芳香族的油烟影响环境，三是为了兼顾沥青的流动和结焦使得碳化过程的升温曲线难以完美设定，因此该方案不实用；

且传统的锂离子电池天然石墨负极材料制备方法制造出的动力型锂离子电池天然石墨负极材料成本高、无法实现长循环、以及膨胀高，因此难以推广使用。

所以我们提出了一种锂离子电池天然石墨负极材料的制备方法，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池天然石墨负极材料的制备方法，以解决上述背景技术提出的目前市场上沥青受热后包覆不可控、碳化易产生大量芳香族的油烟影响环境、无法兼顾沥青的流动和结焦使得碳化过程的升温曲线难以完美设定的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂离子电池天然石墨负极材料，包括天然球形石墨、玉米淀粉、柠檬酸水溶液和戊二醛，所述天然球形石墨导电性良好，所述天然球形石墨的结晶度高，且天然球形石墨的理论嵌锂容量高，所述天然球形石墨充放电电位低且平坦，所述玉米淀粉的外形为白色微带淡黄色的粉末，所述柠檬酸水溶液的外形为无色、无臭、有很强酸味的溶液，所述戊二醛的外形为无色透明油状液体。

采用上述技术方案能够使得制造锂离子电池天然石墨负极材料的工艺更加完美，与常规的沥青包覆法相比，本发明所示制备方法更绿色环保，成本更低，包覆更均匀，且对碳化的升温曲线没有要求。

作为本发明的优选技术方案，所述天然球形石墨属鳞片石墨，所述天然球形石墨平均粒度为10-18 μm，且天然球形石墨灰分小于0.05%，所述天然球形石墨比表面积小于6m²/g。

采用上述技术方案能够使得制造出的锂离子电池天然石墨负极材料性能更加优异，能够更好地与玉米淀粉充分融合，避免因后续的搅拌混合不充分，导致生产出的锂离子电池天然石墨负极材料性能不稳定，增加了实用性。

作为本发明的优选技术方案，所述柠檬酸水溶液的浓度为20-50%，所述柠檬酸水溶液不得含有杂质，且柠檬酸水溶液酸性较强。

采用上述技术方案能够使得制造出的锂离子电池天然石墨负极材料性能更加优异，能够增强锂离子电池石墨负极的导电能力，使得电池更加耐用，进一步提高电池的使用寿命，增加了实用性。

作为本发明的优选技术方案，所述戊二醛是浓度为50%的工业产品，所述戊二醛溶于热水、乙醇、氯仿、冰醋酸和乙醚等有机溶剂，且戊二醛带有刺激性气味。

采用上述技术方案能够使得制造出的锂离子电池天然石墨负极材料性能更加优异，除了具备较好的导电性能，还具备一定的散热效果，相比于市场现有的锂离子电池能够更长时间工作，增加了实用性。