[发明专利]一种锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料，包括三类石墨颗粒，第一类石墨颗粒为石油焦、煅后焦经高温石墨化制得的人造石墨；第二类石墨颗粒为天然石墨球进行除杂、球形化、包覆、粘接而成的核壳结构的二次石墨颗粒；第三类石墨颗粒为石墨层间距大，石墨层间易于滑动，含丰富孔隙结构的石墨；其重量比为20-80:80-20:0.1-10。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料，所述第一类石墨颗粒制备步骤为：石油焦、煅后焦经过粉碎至5-25um大小的颗粒，经高温2800-3000度石墨化制得的人造石墨，第一类石墨颗粒容量≥340mAh/g。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料，所述第二类石墨颗粒制备方法为：a投料：把小颗粒天然石墨球、粘接剂和石墨化催化剂投至滚筒炉内，投料时滚筒边旋转边加料；b、高温一体化的包覆、粘接、炭化工艺：调节滚筒转速10-100Hz，炉内加热，升温程序为：常温至200℃0.5-10小时，200℃至400℃1-10小时,400℃至600℃1-10小时，600℃恒温1-10小时；c、冷却至常温；d、催化石墨化处理；其中小颗粒天然石墨球、粘接剂和石墨化催化剂的投料重量比为50%-100%:5%-30%：1%-5%，第二类石墨颗粒平均粒径为2-20um；容量≥350mAh/g。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料，石墨化催化剂为本领域常用的硅、铁、锡的氧化物或碳化物的任一种及以上。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料，所述第三类石墨颗粒中的石墨为天然石墨、改性天然石墨、人造石墨、膨胀石墨中的任一种及以上。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料，所述第三类石墨颗粒容量≥200mAh/g；粒径为0.5-30um；石墨晶体层间距为0.335nm-0.35nm。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料，所述第三类石墨颗粒的粒径为1-20um。

8.权利要求1所述的锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料的制备方法为：将三类石墨颗粒，通过混合、加入粘接剂进行包覆、粘接、高温碳化制得的复合石墨材料；包覆粘接剂为石油沥青、煤沥青、高分子树脂的任一种及以上。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料的制备方法，详细步骤为：A投料：把人造石墨颗粒、核壳结构的二次复合石墨颗粒、导电石墨、粘接剂投至反应釜内，投料时要求边搅拌边加料；B高温一体化的包覆、粘接、炭化工艺：调节搅拌转速10-100Hz，炉内加热，升温程序为：常温至200℃0.5-10小时，200℃至400℃1-10小时,400℃至600℃1-10小时，600℃恒温1-10小时；粘接剂在升温过程中，经历软化、熔融的过程，结合搅拌过程，实现二次人造石墨颗粒、核壳结构的二次复合石墨颗粒的二次包覆，以上两类颗粒相互复合粘接，形成复合颗粒；再经过600℃恒温1-10小时，实现了粘接剂的炭化、固化，复合颗粒成型；C冷却至常温；D惰性气氛保护高温炭化工艺：惰性气体保护下，常温至1100℃0.5-24小时，1100℃恒温1-10小时，实现高温炭化处理。

10.根据权利要求8所述的锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料的制备方法，其中制备的锂离子电池高容量高倍率复合石墨材料的粒径5-25um，振实密度≥0.9g/ml，比表面0.5-5.0m2/g，容量≥355mAh/g。