[发明专利]锂离子动力电池用的负极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池碳负极材料及其制备方法，特别是一种动力电池用的碳负极材料及其制备方法。

背景技术

现有技术的制备锂离子电池的方法是采用高纯度球形或接近球形的石墨作原料，碳含量高达99.9％以上，采用复杂的制备工艺，包括多相包覆步骤、掺杂步骤处理石墨，这些方法不可避免地使负极材料的成本增加，影响了锂离子动力电池的发展进程。除此之外，现有技术的锂离子动力电池用的负极材料及相关制备方法不能够克服负极材料比容量较低、倍率性能、低温性能差的缺陷，制备成的电池负极极片吸液性能较差，影响了锂离子动力电池性能的进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子动力电池用的负极材料及其制备方法，要解决的技术问题是提高锂离子动力电池的性能，并降低其成本。

本发明采用以下技术方案：一种锂离子动力电池用的负极材料，所述锂离子动力电池用的负极材料以球形、长短轴比为1.0～3.5的类球形、块状和/或片状石墨为基体，基体外包覆有非石墨类碳材料，构成复合颗粒，包覆量为基体质量的1～10.0％，包覆层厚度在1～10nm之间，复合颗粒粒度分布为5.0～40.0μm，比表面积为1.0～4.5m²/g，粉体压实密度为1.4～1.7g/cm³，磁性物质质量小于20ppb，阴离子Cl^-含量大于0至小于等于30ppm，SO₄^2-含量大于0至小于等于30ppm。

本发明的石墨为含碳量90～99％的天然石墨粉；所述非石墨类碳材料前驱物为沥青和树脂，沥青为煤沥青、石油沥青、煤焦油和乳化沥青中的一种以上，树脂为呋喃树脂、脲醛树脂、嘧胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂和聚甲基丙烯酸甲酯树脂中的一种以上。

一种锂离子动力电池用的负极材料的制备方法，包括以下步骤：一、将石墨与石墨质量1～10.0％的非石墨类碳材料的前驱物，在转速600～2100r/min条件下与溶剂液相混合10～180min，得到悬浊液状混合物，其固含量为10～70wt％，非石墨类碳材料前驱物为沥青和树脂，沥青为煤沥青、石油沥青、煤焦油和乳化沥青中的一种以上，树脂为呋喃树脂、脲醛树脂、嘧胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂和聚甲基丙烯酸甲酯树脂中的一种以上；溶剂为水、无水乙醇、丙三醇、异丙醇或丙酮；二、将混合物以100～500r/min的转速，混合包覆5～180min，得到复合颗粒前驱体；三、将复合颗粒前驱体以1～20℃/min的升温速度至1000～1800℃，碳化处理1～24h，然后以1～20℃/min的降温速度冷却至室温，得到锂离子动力电池用的负极材料。

本发明的方法石墨为含碳量90～99％的天然石墨粉，平均粒径为3.0～39.0μm。

本发明的方法锂离子动力电池用的负极材料用100～325目筛筛分。

本发明的方法碳化处理在保护气氛氮气或氩气，流量为0.2～150L/h的条件下进行。

一种锂离子动力电池用的负极材料的制备方法，包括以下步骤：一、将石墨与石墨质量1～10.0％的非石墨类碳材料的前驱物，在转速600～2100r/min条件下与溶剂液相混合10～180min，得到悬浊液状混合物，其固含量为10～70wt％，非石墨类碳材料前驱物为沥青和树脂，沥青为煤沥青、石油沥青、煤焦油和乳化沥青中的一种以上，树脂为呋喃树脂、脲醛树脂、嘧胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和丙烯酸树脂中的一种以上；溶剂为水、无水乙醇、丙三醇、异丙醇或丙酮；二、将混合物以转速500～3000r/min，间隙为0.01～1.0cm，融合温度为室温20～80℃，融合包覆10～200min，自然降温至室温，得到复合颗粒前驱体；三、将复合颗粒前驱体以1～20℃/min的升温速度至1000～1800℃，碳化处理1～24h，然后以1～20℃/min的降温速度冷却至室温，得到锂离子动力电池用的负极材料。

本发明的方法石墨为含碳量90～99％的天然石墨粉，平均粒径为3.0～39.0μm。

本发明的方法锂离子动力电池用的负极材料用100～325目筛筛分。

本发明的方法碳化处理在保护气氛氮气或氩气，流量为0.2～150L/h的条件下进行。

本发明与现有技术相比，锂离子动力电池用的负极材料具有高容量、高效率、低温性能优异、倍率性能优异、吸液性能优越的特点，制备方法简单，容易控制，大大降低了锂离子动力电池的成本，适用于工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例1的SEM图。