[发明专利]复合石墨负极材料、锂离子电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合石墨负极材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1：制备煅前生焦粉、鳞片石墨粉和石墨化催化剂与能够石墨化的粘合剂的捏合物；其中，所述煅前生焦粉和所述鳞片石墨粉的质量比为1:1.5～1:4，所述石墨化催化剂的用量为所述煅前生焦粉和所述鳞片石墨粉质量之和的0.1～0.6％，所述能够石墨化的粘合剂的用量为所述煅前生焦粉和所述鳞片石墨粉质量之和的1～6％；

S2：炭化处理；

S3：催化石墨化高温处理。

2.如权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨化催化剂的用量为所述煅前生焦粉和所述鳞片石墨粉质量之和的0.25～0.6％；

和/或，所述能够石墨化的粘合剂的用量为所述煅前生焦粉和所述鳞片石墨粉质量之和的3～6％。

3.如权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述捏合物的制备方法包括以下步骤：将所述煅前生焦粉、所述鳞片石墨粉、所述石墨化催化剂和所述能够石墨化的粘合剂混合均匀，加热捏合混合物；较佳地，先将所述煅前生焦粉、所述鳞片石墨粉和所述石墨化催化剂混合均匀，再加入所述能够石墨化的粘合剂混合均匀，加热捏合混合物；

其中，所述捏合为固相捏合或液相捏合；所述加热的温度较佳地为160～180℃；所述捏合的时间较佳地为1～2小时。

4.如权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，还包括在步骤S1结束后，将所述捏合物压片并粉碎后进行压块成形；其中，所述压片较佳地为压成厚度2～5mm的片状物；所述粉碎较佳地为粉碎成粒径为5～100μm的颗粒；所述压块成形较佳地为挤压成形、模具成形或冷等静压成形。

5.如权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述煅前生焦粉为石油焦煅前生焦粉或沥青焦煅前生焦粉；所述煅前生焦粉的粒径D50为1～60μm；

和/或，所述鳞片石墨粉的粒径D50为20～40μm；

和/或，所述石墨化催化剂为下述元素的碳化物和氧化物中的一种或多种：硅、铁、锡或硼，较佳地为硅的碳化物和/或铁的氧化物；

和/或，所述能够石墨化的粘合剂为石油沥青、煤沥青的一种；所述能够石墨化的粘合剂的粒径为0.1mm以下。

6.如权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述炭化处理的温度为800～1500℃；所述炭化处理的时间为2～6小时；所述炭化处理在惰性气体保护下进行，所述惰性气体较佳地为氮气；

和/或，所述炭化处理后冷却至室温，所述室温为5～40℃。

7.如权利要求1所述的复合石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述的催化石墨化高温处理的温度为2800～3200℃；所述催化石墨化高温处理的时间为24～48小时；所述的催化石墨化高温处理在石墨化加工炉中进行。

8.一种由权利要求1～7任一项所述的复合石墨负极材料的制备方法制得的复合石墨负极材料。

9.一种锂离子电池，其负极材料包括权利要求8所述的复合石墨负极材料。

10.一种如权利要求8所述的复合石墨负极材料在锂离子电池中的应用。