[发明专利]一种低成本复合颗粒石墨负极材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种低成本复合颗粒石墨负极材料的制备方法，将焦炭材料与沥青粉按100:1~100:20质量比进行混合，得到混合料；将上述混合料放入石墨化炉中进行石墨化处理，得到复合颗粒石墨化料；将上述复合颗粒石墨化料进行分级，得到分级物料；将上述分级物料进行筛分除磁，得到复合颗粒石墨负极材料。本发明通过将复合造粒工艺和石墨化工艺进行整合，节约了复合造粒工艺的成本，提高了材料的充放电性能。

技术领域

本发明涉及石墨负极材料技术领域，具体涉及一种复合颗粒、EV/HEV用石墨负极材料及其制备方法。

背景技术

近些年国内电动汽车市场发展迅猛，电动车的销量以及需求日益旺盛。石墨则是现有体系下最合适的充电电池负极材料，其具有良好的导电性和克容量性能。单颗粒石墨材料由于各项异性明显，仍然无法满足动力锂离子电池高倍率快速充电的需要。

目前，技术上普遍采用造粒工艺来进行复合造粒。

中国专利CN201610736197.4是通过石油焦或者沥青焦在350~500℃的温度下进行热聚合（热聚合反应压力为0.01~10MPa，反应时间为50~420分钟），再进行复合造粒，最后进行石墨化处理。

中国专利CN201710010172.0是将碳材料与沥青粉混合均匀后，采用卧式造粒釜进行造粒（在氮气氛围中由室温以2℃/min~5℃/min的升温速率升温至500℃~1000℃，保温0.5小时~6小时后降至室温）后，再进行石墨化处理等后续工艺。

中国专利CN201510542819.5是将碳材料与分散剂混合后，进行喷雾干燥技术进行造粒，再进行石墨化处理等后续工艺。

目前技术上普遍是采用造粒工艺进行造粒后，再将复合颗粒进行石墨化处理，工艺较为复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种低成本复合颗粒石墨负极材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种低成本复合颗粒石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤：

A1、将焦炭材料与沥青粉进行混合，得到混合料；

A2、将上述混合料进行石墨化处理，得到复合颗粒石墨化料；

A3、将上述复合颗粒石墨化料进行分级处理，控制物料D₅₀=8-20μm，D₁₀₀=40-55μm，得到分级物料；

A4、将上述分级物料进行筛分除磁，得到复合颗粒石墨负极材料。

优选的，步骤A1中，将焦炭材料与沥青粉按100:1~100:20质量比混合均匀。

优选的，步骤A1中，所述焦炭材料的平均粒径为3~15μm。

优选的，步骤A1中，所述焦炭材料为针状焦煅前焦。

优选的，步骤A1中，所述混合所采用的设备为V型混料机、VC高速混合机、锥形混合机中的一种。

优选的，步骤A2中，所述石墨化处理的升温工艺为：第一步，采用升温速度50℃/h-1750℃/h送电0.2-4h，达到200℃-350℃；第二步，采用升温速度100℃/h-200℃/h送电0.25-6h，达到400℃-800℃；第三步，采用常规石墨化工艺的升温曲线升温到3050℃；第四步，自然冷却到＜200℃出炉。

本发明提供了一种低成本复合颗粒石墨负极材料的制备方法，用于动力锂离子电池负极石墨，通过将复合造粒工艺和石墨化工艺进行整合，节约了复合造粒工艺的成本，有助于节能减排；控制工艺条件，能够有效控制复合程度，并且使石墨颗粒能够达到各向同性，从而使锂离子的脱嵌更加顺畅，提高了材料的充放电性能。