[发明专利]一种高功率锂离子电池负极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高功率锂离子电池负极材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将非晶质炭前驱体粉碎，完毕后进行干燥，得前驱体粉末；(2)将步骤(1)所得前驱体粉末进一步粉碎，得细化前驱体粉末；(3)将步骤(2)所得细化前驱体粉末经高温煅烧后，得改性前驱体粉末；(4)将步骤(3)所得改性前驱体粉末再经石墨化处理，得高功率锂离子电池负极材料。所述制备方法对非晶质炭前驱体粗粉碎后进行烘干处理，能够降低其中的水分，提升细化粉碎过程中的稳定性，使得原料粉碎收率提高，成本降低，且同时细化过程进一步降低了颗粒尺寸，能够大幅度提高材料的功率性能，此外，本发明的制备方法简单，具有工业化生产的前景。

技术领域

本发明涉及电池材料领域，具体涉及一种高功率锂离子电池负极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。负极材料是锂离子电池储存锂的主体，使锂离子在充放电过程中嵌入与脱出。锂电池充电时，正极中锂原子电离成锂离子和电子，并且锂离子向负极运动与电子合成锂原子。放电时，锂原子从石墨晶体内负极表面电离成锂离子和电子，并在正极处合成锂原子。负极材料主要影响锂电池的首次效率、循环性能等，负极材料的性能也直接影响锂电池的性能，故研究锂离子负极材料已成为领域的重点方向。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种高功率锂离子电池负极材料及其制备方法。所述制备方法通过粗粉碎、烘干、细化、高温煅烧和石墨化处理，能够提高非晶质炭前驱体的稳定性及粉碎收率。所述高功率锂离子电池负极材料的电化学性能优异，经验证充电倍率最高可达15C。

本发明的方案为提供一种高功率锂离子电池负极材料的其制备方法，包括如下步骤：

(1)将非晶质炭前驱体粉碎，完毕后进行干燥，得前驱体粉末；

(2)将步骤(1)所得前驱体粉末进一步粉碎，得细化前驱体粉末；

(3)将将步骤(2)所得细化前驱体粉末经高温煅烧后，得改性前驱体粉末；

(4)将步骤(3)所得改性前驱体粉末再经石墨化处理，得高功率锂离子电池负极材料。

优选地，步骤(1)中，所述非晶质炭前驱体为沥青焦或石油焦。

优选地，步骤(1)中，所述干燥温度为150～350℃，干燥时间为0.5～4h，干燥时烘干机转速为2～20r/min。

优选地，步骤(1)中，所述前驱体粉末的粒度≤2mm。

优选地，步骤(2)中，采用粉碎盘为辊珠结构的辊压机对前驱体粉末进一步粉碎。因为辊压机由两个相向同步转动的挤压辊组成，当物料从两辊上方给入，被挤压辊连续带入辊间，受到100～150MPa的高压作用后，变成密实的料饼从机下排出。经粉碎的物料颗粒其粒度与分布均较普通机械粉碎而得到的颗粒更小更窄。

优选地，步骤(2)中，所述细化前驱体粉末粒度D50值为4～7μm。

优选地，步骤(3)中，所述高温煅烧的升温方式为：从常温开始，以1.0～6.0℃/min的速率升温至500～600℃。

优选地，步骤(3)中，所述高温煅烧为在500～600℃维持60～180min。

优选地，步骤(4)中，所述石墨化处理方式为：将改性前驱体粉末在2800～3000℃温度下烧制1～2h。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种通过上述方法制备得到的高功率锂离子电池负极材料。

本发明的有益效果为：