[发明专利]提高锂离子电池电极材料性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池材料的加工方法，特别是一种锂离子电池电极材料的加工方法。

背景技术

众所周知，锂离子电池是目前最具有优势性能的充电电池。随着锂离子电池应用领域的不断推广，对锂离子电池电极材料的需求量不断增加，而小型用电器具的发展对电池的体积比能量提出了越来越高的要求。在锂离子电池电极材料质量比容量比较稳定的情况下，只有提高其体积比能量才能达到制备高容量锂离子电池的目的。同时材料的加工性能对其应用也是非常关键的。现在天然石墨用作锂离子电池负极材料时，需要将天然石墨粉碎分级至振实密度在1.0g/cm³以上，产品收率(材料利用率)仅45％左右，石墨经机械改性加工后的尾料不能用作锂离子电池负极材料，大量的尾料不能有效利用，原材料浪费较大。因此提高锂离子电池电极材料振实密度、改善其加工性能、提高材料的利用率，开发新的制备方法，有效利用石墨尾料将会对锂离子电池行业产生很大的促进作用。现有技术的锂离子电池电极材料振实密度较低，成本高，特别是磷酸铁锂、磷酸钒锂、锰酸锂和石墨负极材料等，振实密度都需要提高，同时在电极的加工过程中其加工性能也需要改善，还有天然石墨负极材料的利用率低，石墨尾料不能用作锂离子电池负极材料，浪费较大。因此需要开发新的制备工艺来对其改善，从而得到振实密度高、加工性能好的锂离子电池电极材料，进而提高锂离子电池的体积比能量。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高锂离子电池电极材料性能的方法，要解决的技术问题是提高锂离子电池电极材料振实密度，改善电极加工过程中的加工性能，提高锂离子电池的体积比能量。

本发明采用以下技术方案：一种提高锂离子电池电极材料性能的方法，包括以下步骤：一、将粒径为10～100μm无规则形貌的电极材料粉碎至粒度为3～20μm，得到电极材料中间产物；二、将电极材料中间产物以500～800rpm的转速进行融合处理，15～300分钟后取出，得到锂离子电池电极材料成品。

本发明的方法融合处理后，过筛。

本发明的方法电极材料是磷酸铁锂、磷酸钒锂、锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂、镍钴二元正极材料、镍钴锰三元正极材料、钛酸锂、天然石墨、人造石墨、复合石墨或石墨尾料。

本发明的方法粉碎采用机械粉碎法或气流粉碎法。

本发明的方法电极材料中间产物为长径5～20μm、短径3～18μm的近似球形或土豆形形状。

本发明的方法融合处理是将电极材料中间产物置于狭小空隙中，进行摩擦滚动，使其中的小颗粒嵌入到大颗粒中，得到的材料密实，形貌为长径3～20μm、短径2～18μm的接近球形形状颗粒。

一种提高锂离子电池电极材料性能的方法，其特征在于：将粒径为3～6μm石墨尾料以500～800rpm的转速进行融合处理，15～300分钟后取出，得到锂离子电池电极材料成品。

本发明的方法石墨尾料融合处理后粒度为9～12μm。

本发明的方法融合处理是将石墨尾料置于狭小空隙中，进行摩擦滚动，使其中的小颗粒嵌入到大颗粒中，得到的材料密实，形貌为长径3～20μm、短径2～18μm的接近球形形状颗粒。

本发明与现有技术相比，采用粉碎和融合处理的方法，改变电极材料的形貌，提高锂离子电池电极材料振实密度及改善电极加工过程中的加工性能，同时提高材料的利用率，降低生产成本，本发明的方法操作简便、生产效率高，满足工业化生产的需求，适用于各种锂离子电池正、负极材料的前期和后续处理。

附图说明

图1是本发明实施例1融合前的磷酸铁锂粉体的SEM图。

图2是本发明实施例1融合后的磷酸铁锂粉体的SEM图。

图3是本发明实施例1融合前的磷酸铁锂极片的SEM图。

图4是本发明实施例1融合后的磷酸铁锂极片的SEM图。

图5是本发明实施例2融合前的锰酸锂粉体的SEM图。

图6是本发明实施例2融合后的锰酸锂粉体的SEM图。

图7是本发明实施例3融合前的石墨粉体的SEM图。

图8是本发明实施例3融合后的石墨粉体的SEM图。

图9是本发明实施例6融合前的石墨尾料的SEM图。

图10是本发明实施例6融合后的石墨尾料的SEM图。

具体实施方式