[发明专利]一种人造石墨复合负极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及电池技术领域，尤其是一种人造石墨复合负极材料及其制备方法，其原料按重量的配方如下：人造石墨粉50‑80份、导电剂10‑15份、包覆剂5‑10份，所述导电剂均匀分布在人造石墨粉间隙，所述包覆剂将人造石墨粉与导电剂包覆。通过添加导电剂以及包覆剂(可溶性淀粉)，可以使得人造石墨负极具有更好的导电性、导热性，同时采用淀粉包覆不采用酚醛树脂，这样使得生产成本降低，同时采用淀粉包覆可以有效提高电池的循环使用寿命。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种人造石墨复合负极材料及其制备方法。

背景技术

电池负极是电池工作时流出电子的一极，举例来说，在充电时，锂离子从正极材料中脱嵌，并穿过隔膜到达负极，插入碳层，放电时，锂离子从负极碳层间脱嵌，并穿过隔膜到达正极，负极材料是由原料焦炭经破碎、造粒、石墨化、筛分四大工艺步骤制备而成的，技术壁垒主要在造粒和石墨化两个环节，负极材料在动力电池的成本构成占比约为5％～10％，当前商业化应用的负极材料以石墨材料为主，包括人造石墨和天然石墨，而现有的人造石墨相较天然石墨，其导热导电性能较差，占据负极材料产量的95％左右，由于人造石墨负极循环性能好、充放电效率高、容量区间大、与电解液相容性好等性能优势，在动力电池市场，人工石墨负极材料成为主要需求增长点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种人造石墨复合负极材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种人造石墨复合负极材料及其制备方法，其原料按重量的配方如下：人造石墨粉50-80份、导电剂10-15份、包覆剂5-10份，所述导电剂均匀分布在人造石墨粉间隙，所述包覆剂将人造石墨粉与导电剂包覆。

优选的，所述人造石墨粉包括针状焦、沥青、辅料，人造石墨粉中的针状焦、沥青、辅料的重量比为80-95：5-8：3-5。

本发明还提供了一种人造石墨的制备方法，包括如下步骤：

S1：机械粉碎，将针状焦粉碎并研磨成微粉状；

S2:加料：边搅拌边交替加入重量比为80-95：5-8的针状焦微粉和沥青，加完料后继续搅拌1-3小时，接着在20-40分钟内加入辅料，该辅料为环烷烃和/或芳香族溶剂；

S3:升温：在加入溶剂同时开始升温，要求在6-8小时内升温至500-600℃，其中在开始升温1-1.5小时后负压抽除上述物料中的轻组分；

S4:恒温：在500-600℃恒温4-7小时，同时负压抽除上述物料中的重组分及反应助剂；

S5:冷却至室温。

优选的，所述导电剂为乙炔黑、碳钎维、碳纳米管中的一种或者几种。

优选的，所述包覆剂为可溶性淀粉。

本发明还提供了一种人造石墨复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将导电剂、人造石墨粉混合搅拌均匀，备用；

S2、将可溶性淀粉加入去离子水中，其中可溶性淀粉与去离子水重量比为1：20，充分搅拌得淀粉溶液；

S3、将去离子水与无水乙醇搅拌混合成溶液，去离子水与无水乙醇的重量比为4：1；

S4、将S1中的混合物加入S3中的混合液，人造石墨粉与混合液的重量比为1：40，在磁力搅拌下将S2中溶液滴入；

S5、搅拌40分钟后静置，将上层清液弃去，沉淀、水洗、离心3次后放入100℃的干燥箱中干燥6h，制得淀粉包覆人造石墨粉；