[发明专利]一种石墨烯基复合负极材料的制备方法及制得的负极材料和锂离子电池

权利要求书

1.一种石墨烯基复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将石墨原料和氧化石墨均匀混合，得到混合物料；

（2）向所述混合物料中加入粘结剂进行混捏，得到混捏物料；

（3）对所述混捏物料进行轧片，得到片状物料；

（4）对所述片状物料进行粉碎处理，得到粉体物料；

（5）对所述粉体物料进行压型，得到压型品；

（6）在保护性气氛下对所述压型品进行石墨化处理，得到石墨烯基复合负极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中石墨原料为天然石墨和人造石墨前驱体中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述天然石墨为鳞片石墨和/或微晶石墨；

优选地，所述人造石墨前驱体为针状焦未石墨化产品、石油焦未石墨化产品和碳微球未石墨化产品中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述石墨原料的纯度为90%（重量）以上；

优选地，所述氧化石墨为所述混合物料重量的0.1%～40.0%；

优选地，所述混合的时间为3～180min；

优选地，所述混合采用的设备为V型混合机、槽型混合机、滚筒混合机、锥形双螺旋混合机或双重圆锥混合机。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中粘结剂为沥青、树脂、高分子材料和聚合物中的1种或至少2种的组合，优选为煤沥青、石油沥青、天然沥青、中间相沥青、树脂、高分子材料和聚合物中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述粘结剂为所述混捏物料重量的5.0%～40.0%；

优选地，所述混捏在50～200℃温度范围内进行；

优选地，所述混捏的时间为1～10h。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中轧片采用双辊开炼机；

优选地，所述轧片在20～300℃温度范围内进行；

优选地，所述双辊开炼机的双辊转速比为1:1.1～1:2，辊轴间隙为0.5～5mm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中粉碎处理采用涡轮式粉碎机、气流涡旋微粉机、超级旋风涡流磨、风选粉碎机或双棍粉碎机；

优选地，所述粉体物料的平均粒度为5.0～30.0μm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中压型采用单柱式液压机、四柱式液压机、卧式液压机、立式液压机和万能液压机；

优选地，所述压型品的体密度为1.0～1.8g/cm³；

优选地，所述压型品的形状为圆柱体和/或方块体。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中石墨化处理采用内串式石墨化炉或艾奇逊石墨化炉；

优选地，所述保护性气氛为氦气、氖气、氩气和氮气中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述石墨化处理在2700～3300℃温度范围内进行。

8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）之后进行：

（7）对所述石墨烯基复合负极材料进行粉碎、过筛，得到平均粒度为5.0～30.0μm的石墨烯基复合负极材；

优选地，所述粉碎采用涡轮式粉碎机、气流涡旋微粉机、超级旋风涡流磨、风选粉碎机或双棍粉碎机。