[发明专利]一种各向同性的石墨二次颗粒及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种各向同性的石墨二次颗粒的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)将炭素材料初始颗粒与改质沥青颗粒混合，得一种所述炭素材料初始颗粒为连续相、所述改质沥青颗粒为分散相的混合粉体；在所述混合粉体中，所述炭素材料初始颗粒与所述改质沥青颗粒的体积比大于或等于2.0；所述改质沥青的软化点在110℃以上，较佳地为120～260℃，析焦值在55％以上；

(2)对所述混合粉体进行温等静压处理，然后去除未被所述改质沥青粘结的所述炭素材料初始颗粒，得到各向同性的石墨二次颗粒前体；

(3)将所述各向同性的石墨二次颗粒前体依次进行下述热处理：不熔化处理，炭化处理以及石墨化处理，即可。

2.如权利要求1所述的各向同性的石墨二次颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述炭素材料初始颗粒中的炭素材料为石墨和/或经热处理可转化成人造石墨的材料；所述的石墨较佳为人造石墨和/或天然石墨，所述的经热处理可转化成人造石墨的材料较佳地包括焦炭和/或煤炭。

3.如权利要求1或2所述的各向同性的石墨二次颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述炭素材料初始颗粒的平均粒径为0.2～20μm。

4.如权利要求1所述的各向同性的石墨二次颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述改质沥青颗粒的平均粒径为10～1000μm，较佳地为20～500μm，更佳地为50～200μm。

5.如权利要求1～4中任一项所述的各向同性的石墨二次颗粒的制备方法，其特征在于：所述炭素材料初始颗粒与所述改质沥青颗粒的体积比为2.0～25，较佳地为3～15，更佳地为5～10。

6.如权利要求1～5中任一项所述的各向同性的石墨二次颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述混合粉体中还添加石墨化催化剂；所述的石墨化催化剂较佳地为Fe₂O₃、SiO₂、SiC和B₄C中的一种或多种；所述石墨化催化剂的添加量较佳地为所述炭素材料初始颗粒和所述改质沥青颗粒总重量的0.1～20％。

7.如权利要求1所述的各向同性的石墨二次颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述温等静压处理的处理温度为60℃～450℃，较佳地为80℃～300℃；所述温等静压处理的处理压力为20MPa～300MPa，较佳地为60MPa～200MPa；所述温等静压的处理时间为0.1～10小时。

8.如权利要求1所述的各向同性的石墨二次颗粒的制备方法，其特征在于：所述去除未被所述改质沥青粘结的所述炭素材料初始颗粒的方法为分级或过筛；所述过筛较佳地为用80目～270目的筛网，去除筛下的粉体即可。

9.如权利要求1所述的各向同性的石墨二次颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述不熔化处理采用气相氧化法进行，其具体操作方法为：在200～400℃的热空气气氛下，将所述各向同性的石墨二次颗粒前体于200～400℃维持1～20小时即可。

10.如权利要求1所述的各向同性的石墨二次颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述炭化处理的温度为800℃～1300℃；所述炭化处理的时间为1小时～100小时；所述石墨化处理的温度为2500℃～3200℃，所述石墨化处理的时间为10小时～200小时。

11.由权利要求1～10中任一项所述的各向同性的石墨二次颗粒的制备方法制得的各向同性的石墨二次颗粒；所述各向同性的石墨二次颗粒的平均粒径较佳地为5～50μm，更佳地为10～25μm；所述各向同性的石墨二次颗粒电阻率的各向异性比为0.9～1.1。

12.如权利要求11所述的各向同性的石墨二次颗粒作为锂离子电池负极材料的应用。