一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法，包括以下步驟：1）制得處理液；2）將100份重量的瀝青焦粉、150份重量的焦油瀝青粉、10重量份的黑色導(dǎo)電金剛石微粉和50重量份的處理液混合均勻，所述瀝青焦粉的D50為20μm，所述黑色導(dǎo)電金剛石微粉的D50為15~20μm；3）加熱并充分混煉混均物，混煉溫度為300~500℃，混煉時(shí)間為4-6小時(shí)；4）混煉后充分冷卻，破碎至D50在5mm以下；5）在惰性氣體保護(hù)下繼續(xù)加熱至500度，并保溫30min；6）用磨粉機(jī)磨粉，使磨粉后的顆粒D50為5μm；7）墨化；8）冷卻至常溫后，用磨粉機(jī)磨粉D50為15~20μm。
【專利說(shuō)明】
一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子產(chǎn)品的小型化與可移動(dòng)化的發(fā)展，及電動(dòng)工具、電動(dòng)摩托車(chē)和電動(dòng)汽車(chē) 用動(dòng)力電池的快速發(fā)展，高功率與高容量鋰離子電池已成為世界各國(guó)競(jìng)相開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。作 為鋰離子電池的四大主材料之一的負(fù)極材料，而目前已商品化和使用效果最佳的負(fù)極材料 為炭材料，主要包括天然石墨和人造石墨兩類。
[0003] 人造石墨有人造石墨粉、中間相炭微球和中間相炭纖維。人造石墨粉由于存在振 實(shí)密度低、比表面積高的缺點(diǎn)不適合直接作為負(fù)極材料，雖然中間相炭微球和中間相炭纖 維具有不可逆容量低、循環(huán)壽命好的優(yōu)點(diǎn)，但其高溫石墨化費(fèi)用很高，造成該材料的成本較 高，限制了該材料的廣泛應(yīng)用。
[0004] 天然石墨雖原料成本低，有較高的嵌鋰能力，但沒(méi)有經(jīng)過(guò)改性的天然石墨負(fù)極材 料首次不可逆容量損失很高，高倍率充放電時(shí)容量下降較快，在循環(huán)過(guò)程中由于會(huì)發(fā)生溶 劑共嵌入，造成容量衰減較快等問(wèn)題，不適合直接作為負(fù)極材料。
[0005] 為了提高石墨負(fù)極材料的高倍率性能、循環(huán)性能和可逆容量，研究人員對(duì)石墨的 改性提出了很多方法。目前提高材料的倍率性能主要有兩個(gè)途徑：一是減少材料的粒徑； 二是摻雜改性等。但目前的這兩個(gè)途徑對(duì)石墨性能的提高，特別是大電流充放電性能的改 善不是很明顯，所以，石墨負(fù)極材料在高端鋰離子電池的應(yīng)用受到一定限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 將水250~300重量份、氫氧化鈉15~20重量份、EDTA 25~30重量份、環(huán)烷酸15~20重 量份、磷酸酯5~10重量份、亞硝酸鈉2~5重量份、三乙醇胺15~20重量份混合均勻制得處理 液； 2) 將100份重量的瀝青焦粉、150份重量的焦油瀝青粉、10重量份的黑色導(dǎo)電金剛石微 粉和50重量份的處理液混合均勻，所述瀝青焦粉的D50為20 μ m，所述黑色導(dǎo)電金剛石微粉 的 D50 為 15~20 μπι ; 3) 加熱并充分混煉混均物，混煉溫度為300~500°C，混煉時(shí)間為4-6小時(shí)； 4) 混煉后充分冷卻，破碎至D50在5mm以下； 5) 在惰性氣體保護(hù)下繼續(xù)加熱至500度，并保溫30min ; 6) 用磨粉機(jī)磨粉，使磨粉后的顆粒D50為5 μ m ; 7) 在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1300-1500°C，以100°C /h的溫升速度加熱 至3200 °C，使粉末墨化； 8)冷卻至常溫后，用磨粉機(jī)磨粉D50為15~20 μπι。
[0008] 進(jìn)一步，所述惰性氣體為氮?dú)狻?br>[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)在原料中增加黑色導(dǎo)電金剛石微粉，提高了石墨負(fù) 極材料的容量，增加了其柔軟性，反彈性能小，使用壽命長(zhǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0011] 實(shí)施例1 一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 將水250重量份、氫氧化鈉15重量份、EDTA 25重量份、環(huán)烷酸15重量份、磷酸酯5 重量份、亞硝酸鈉2重量份、三乙醇胺15重量份混合均勻制得處理液； 2) 將100份重量的瀝青焦粉、150份重量的焦油瀝青粉、10重量份的黑色導(dǎo)電金剛石微 粉和50重量份的處理液混合均勻，所述瀝青焦粉的D50為20 μ m，所述黑色導(dǎo)電金剛石微粉 的 D50 為 15~20 μπι ; 3) 加熱并充分混煉混均物，混煉溫度為300°C，混煉時(shí)間為4-6小時(shí)； 4) 混煉后充分冷卻，破碎至D50在5mm以下； 5) 在惰性氣體保護(hù)下繼續(xù)加熱至500度，并保溫30min ; 6) 用磨粉機(jī)磨粉，使磨粉后的顆粒D50為5 μ m ; 7) 在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1300°C，以100°C /h的溫升速度加熱至 3200 °C，使粉末墨化； 8) 冷卻至常溫后，用磨粉機(jī)磨粉D50為15~20 μπι。
[0012] 實(shí)施例2 一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 將水250~300重量份、氫氧化鈉20重量份、EDTA30重量份、環(huán)烷酸20重量份、磷酸 酯10重量份、亞硝酸鈉5重量份、三乙醇胺20重量份混合均勻制得處理液； 2) 將100份重量的瀝青焦粉、150份重量的焦油瀝青粉、10重量份的黑色導(dǎo)電金剛石微 粉和50重量份的處理液混合均勻，所述瀝青焦粉的D50為20 μ m，所述黑色導(dǎo)電金剛石微粉 的 D50 為 15~20 μπι ; 3) 加熱并充分混煉混均物，混煉溫度為500°C，混煉時(shí)間為6小時(shí)； 4) 混煉后充分冷卻，破碎至D50在5mm以下； 5) 在惰性氣體保護(hù)下繼續(xù)加熱至500度，并保溫30min ; 6) 用磨粉機(jī)磨粉，使磨粉后的顆粒D50為5 μ m ; 7) 在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，以100°C /h的溫升速度加熱至 3200 °C，使粉末墨化； 8) 冷卻至常溫后，用磨粉機(jī)磨粉D50為15~20 μπι。
[0013] 實(shí)施例3 一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法，包括以下步驟： 1)將水300重量份、氫氧化鈉15重量份、EDTA 25重量份、環(huán)烷酸20重量份、磷酸酯10 重量份、亞硝酸鈉5重量份、三乙醇胺20重量份混合均勻制得處理液； 2) 將100份重量的瀝青焦粉、150份重量的焦油瀝青粉、10重量份的黑色導(dǎo)電金剛石微 粉和50重量份的處理液混合均勻，所述瀝青焦粉的D50為20 μ m，所述黑色導(dǎo)電金剛石微粉 的 D50 為 15μπι ; 3) 加熱并充分混煉混均物，混煉溫度為400°C，混煉時(shí)間為5小時(shí)； 4) 混煉后充分冷卻，破碎至D50在5mm以下； 5) 在惰性氣體保護(hù)下繼續(xù)加熱至500度，并保溫30min ; 6) 用磨粉機(jī)磨粉，使磨粉后的顆粒D50為5 μ m ; 7) 在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1400°C，以100°C /h的溫升速度加熱至 3200 °C，使粉末墨化； 8) 冷卻至常溫后，用磨粉機(jī)磨粉D50為15~20 μπι。
[0014] 實(shí)施例4 對(duì)實(shí)施例1-3得到的石墨負(fù)極材料的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將水250~300重量份、氫氧化鈉15~20重量份、EDTA 25~30重量份、環(huán)烷酸15~20重 量份、磷酸酯5~10重量份、亞硝酸鈉2~5重量份、三乙醇胺15~20重量份混合均勻制得處理 液； 2) 將100份重量的瀝青焦粉、150份重量的焦油瀝青粉、10重量份的黑色導(dǎo)電金剛石微 粉和50重量份的處理液混合均勻，所述瀝青焦粉的D50為20 μ m，所述黑色導(dǎo)電金剛石微粉 的 D50 為 15~20 μπι ; 3) 加熱并充分混煉混均物，混煉溫度為300~500°C，混煉時(shí)間為4-6小時(shí)； 4) 混煉后充分冷卻，破碎至D50在5mm以下； 5) 在惰性氣體保護(hù)下繼續(xù)加熱至500度，并保溫30min ; 6) 用磨粉機(jī)磨粉，使磨粉后的顆粒D50為5 μ m ; 7) 在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1300-1500°C，以100°C /h的溫升速度加熱 至3200 °C，使粉末墨化； 8) 冷卻至常溫后，用磨粉機(jī)磨粉D50為15~20 μπι。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高端型人造石墨負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所 述惰性氣體為氮?dú)狻?br>【文檔編號(hào)】H01M4/583GK106033811SQ201510105506
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日
【發(fā)明人】李長(zhǎng)見(jiàn), 李增, 李艷芳
【申請(qǐng)人】河南田園新能源科技有限公司