[发明专利]一种天然石墨材料及其处理方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然石墨材料及其处理方法和应用。

背景技术

近年来，随着电子装置的微型化，越来越需要性能更好的二次电池。特别令人瞩目的是锂离子电池，与镍镉或镍氢电池相比，具有更高的能量密度，更好的使用性能。目前现有技术已经针对提高电池性能进行了广泛研究，然而随着对电池性能要求的进一步提高，还需要进一步降低电池的比表面积，从而提高天然石墨整体的材料性能。

天然石墨材料具有很好的加工使用性能，但是存在表面积大的缺点。天然石墨材料在生产加工过程中，一般会有石墨化和后续产品加工分级的程序。石墨化的最高温度和升温过程会很大程度上影响到天然石墨比表面积的大小；而加工分级的生产程序会影响到材料的粒度分布，机器的加工磨损会影响到天然石墨颗粒形貌，进而会使材料整体的比表面积变大。

比表面积是指单位质量物料所具有的总面积；分外表面积、内表面积两类，国标单位m²/g。人造石墨的比表面积变大，会使材料表面积上的活性点增多，影响到电池负极材料效率，使负极效率降低，从而影响到整体电池的性能。

为了解决上述问题，天然石墨要进行后续的表面改性处理，以降低材料的比表面积。现有技术中，一般降低比表面积的技术主要有包覆，磨合，分级除去物料中的小粒径等技术。然而，包覆会影响到石墨的其他性能，如降低电性能等；磨合技术主要是将物料放入磨合机器中，通过一定的转速和操作时间，现有的转速一般会达到每分钟300-600之间不等，时间控制在10-90分钟左右，但是如果磨合的不均匀会破坏原有物料的比表面积，反而增加了物料的表面积；分级机除去小粒径的同时，很容易损害物料的表面形貌，影响物料的性能。该现状亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有降低比表面积的技术中存在降低电性能、破坏原有物料的比表面积，或者容易损害物料的表面形貌等的缺陷，提供了一种天然石墨材料的处理方法及其应用，该处理方法能明显降低天然石墨材料的比表面积，且不影响材料原来的粒度分布，材料形貌规整度增加，不影响放电容量和效率的发挥，加工性能过筛性能提高，材料安全性好，性质稳定，批次之间几乎没有差别。

本发明的目的之一是，提供一种天然石墨材料的处理方法；该包括下述步骤：

①将天然石墨材料干燥至水分质量百分比≤1％，之后以20000-25000r/min的转速打粉5-10分钟；

②将步骤①得到的材料，以300-430r/min的转速混料90-150分钟后，过筛，即可；

步骤①中，所述的天然石墨材料为本领域常规各种普通天然石墨原材料。所述的天然石墨材料的粒径可为本领域天然石墨材料的常规粒径，较佳的，所述的天然石墨材料的体积平均粒径D50为14μm-22μm，更佳的为18μm-20μm。

步骤①中，较佳的，所述的人造石墨材料的单次处理量为15-22公斤，更佳的为21公斤。

步骤①中，所述的干燥一般在干燥箱中操作；较佳的，所述的干燥的时间为2-3小时，更佳的，所述的干燥的时间为2.5小时；所述的干燥的温度为110℃-140℃，更佳的，所述的干燥的温度为140℃。

步骤①中，所述的打粉的方法和条件为本领域常规的方法和条件，所述的打粉一般在机械粉碎打粉机中进行。较佳的，所述的打粉的时间为8分钟；所述的打粉的转速为25000r/min。

步骤②中，所述的混料的方法和条件为本领域常规的方法和条件，所述的混料一般在高速改性混料机中进行。较佳的，所述的混料的转速为430r/min，所述的混料的时间为120分钟。

较佳的，所述的混料进行前，对混料的机器进行清理，检测没有其他杂质为佳。

步骤②中，所述的过筛较佳的为200-250目，更佳的为过250目筛，以除去杂质和大颗粒。

本发明步骤②过筛之后，得到的天然石墨材料在实际使用之前，按常规步骤会送检处理。

本发明的目的之二是，提供前述天然石墨材料的处理方法处理得到的天然石墨材料。

本发明的目的之三是，提供前述天然石墨材料在制备电池负极材料中的应用。所述的电池负极材料较佳的为锂离子电池负极材料。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

在符合本领域常识的基础上，本发明中上述的各技术特征的优选条件可以任意组合得到本发明较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：