[发明专利]一种高倍率锂离子电池负极F系列材料的生产制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及应用于高容量、高倍率、动力锂离子电池负极F系列材料炭素粉的生产制造方法技术领域。

背景技术

锂离子电池是当代国内外蓄电池绿色电源产品，广泛应用于信息电讯产业。随国际生产力的发展，石油资源的快速消耗，城市大量燃油汽车尾气产生的污染所引起的环保问题日益突出，为真正解决汽车的尾气污染，发展零排放电动车辆的呼声愈来愈高，电动车成败的关键是电池，锂离子电池是电动车的理想电源。目前日本欧美等国家和地区开发的电动机车已经开始应用锂离子电池电源。

目前，电池行业正极材料的价格上涨，电池成本增加，在原有成本的基础上有效地提高电池性能而从而获取有效的利润空间，关键是提升负极材料的活性物质比容量的发挥，提高相应正极的的容量(减少正极用量)而降低成本。

而本发明所涉及到的负极材料F，基于M系列材料的基础上，加入特种添加剂，在2400～2800℃高温下，使炭素粉表层形成纳米炭孔，从而增加活性物质比容量的发挥。突破了国内外正极比容量的发挥只能达到142mAh/g左右，炭素粉372mAh/g的理论值；而且也超过了天然石墨的正极发挥145mAh/g，负极350mAh/g，首次达到了钴酸锂发挥149.5mAh/g，炭素粉可逆容量发挥360mAh/g以上的高端人造石墨炭素粉.(远远超过了372mAh/g的理论值)。

压实密度从原来的1.6g/cm³，提高到1.70g/cm³以上；

可以完全取代用在负极材料中添加纳米碳材料提升容量的做法，在国际上实属先例。

其特性与天然石墨相比，无论是材料的一致性、稳定性、安全性、循环远远超过天然石墨，是一种符合长循环、高平台的高容材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高倍率锂离子电池负极F系列材料的生产制造方法，其获得炭素粉材料具有优质安全可靠、大电流充放电性能好，循环寿命长，而工艺方法简单，成熟稳定，资源丰富。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高倍率锂离子电池负极F系列材料的生产制造方法，其特征在于步骤依次为：

(1)将石油焦、沥青焦、煤沥青焦经过精选，除去无用的杂质；

(2)将石油焦、沥青焦、煤沥青焦料以比例50±5∶30±5∶20±5加入中温沥青20～40％(以焦重量为基准)，搅拌10～50分钟时间过油压机压制成型，再在1200～1400℃下焙烧，时间为5～7天，制得基础材料；

(3)将所得的基础材料加入中温沥青20～40％为浸渍剂，以基础材料重量为基准，进行第一次高压浸焙包覆，大气压力8～10kPa，浸焙时间7～9小时，然后再在温度2600～3200℃下进行第一次高温石墨化，时间为7～15天，求得加工过的基础材料；

(4)将经过以上工序的加工过的基础材料用破碎机破碎，进行分级处理；

(5)然后用气流磨粗、中、细加工逐段进行磨细处理；根据气流磨的加工方法，将颗粒磨成：D10(8～12μm)、d50(15～25μm)、D90(28～55μm)的粒度范围；

(6)分别将加工过的基础材料粒度整形修饰为层状、类椭圆、类圆形的三种形貌；它们可以以气流磨加工工艺来调整和获得；

(7)将层状、类椭圆、类圆形三种材料按50～60∶30～40∶10～20重量比例进行配比并混合搅拌；

(8)把上工序所得的材料掺入沥青15～30％(高、中、低温沥青均可，但以中温沥青为最宜)，进行高压浸焙包覆，大气压力8～10 kPa，浸焙时间7～9小时，

然后再在温度2000～3000℃下进行高温石墨化，其目的为在高温下包覆层形成纳米微孔，时间为7～15天，冷却出炉，最后得出形成纳米碳微孔的高端负极材料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

通过本方法获得炭素粉F与传统碳微球、普通高纯石墨、普通炭素粉，天然石墨包覆比较效果明显，具体见附表：

炭素粉F产品技术性能优势