[发明专利]一种降低石墨负极材料石墨化成本的制备方法

说明书

本发明提供了一种降低石墨负极材料石墨化成本的制备方法。所述方法包括以下步骤：(1)将高分子材料与水混合，加热，制备得到粘接剂；(2)将制备石墨负极材料的原材料微粉与步骤(1)的粘接剂混合，混捏，得到混合物料；(3)将步骤(2)的混合物料进行压型，得到压型品；(4)将步骤(3)的压型品进行烘干；(5)对步骤(4)的烘干后的物料进行高温石墨化处理。所述方法是采用不含苯环且能溶于水的高分子材料作粘接剂，将微粉压型成块体，大幅度提高了密度，坩埚的装料量增加50‑80％，大幅度降低石墨化成本。并且，通过压型可以明显减少作业环境中的粉尘，改善生产环境。

技术领域

本发明涉及锂离子电池碳负极材料技术领域，特别是涉及一种降低石墨负极材料石墨化成本的制备方法。

背景技术

锂离子电池因其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，成为上世纪九十年代以来继镍氢电池之后的新一代二次电池。在锂离子电池技术的开发过程中，电池品质不断提高，生产成本不断下降。在对锂离子电池技术进步的贡献中负极材料起了很大作用。目前商品化锂离子电池的负极材料仍然是石墨类材料占主导地位，人造石墨负极用的原材料例如石油焦、针状焦和沥青焦价格低，是目前广泛使用的人造石墨负极用的原材料，但其容量比较低，必须经高温石墨化热处理来提高其容量才能应用于锂离子电池负极材料；天然石墨负极用的原材料例如鳞片石墨和微晶石墨中的A1₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃等杂质含量高，需要采用高温石墨化将这些杂质去除。因此，高温石墨化是制备石墨负极材料重要的工艺之一。

现有的石墨类负极材料制备过程首先将原材料粉碎，制成粒径3-60μm的微粉，然后将微粉装入石墨坩埚内，再将坩埚放入石墨化炉中进行石墨化处理。但是微粉在坩埚松装密度低，这将降低石墨化炉的装料量，从而增加负极材料的石墨化成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种降低石墨负极材料石墨化成本的制备方法，所述制备方法能提高石墨化炉的装料量，显著降低负极材料石墨化的成本，且制备得到的负极材料组成的锂离子电池的性能与现有的负极材料组成的锂离子电池相当，即首次放电性能和循环性能基本没有变化。

本发明目的通过如下技术方案得以实现：

一种降低石墨负极材料石墨化成本的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将高分子材料与水混合，加热，制备得到粘接剂；

(2)将制备石墨负极材料的原材料微粉与步骤(1)的粘接剂混合，混捏，得到混合物料；

(3)将步骤(2)的混合物料进行压型，得到压型品；

(4)将步骤(3)的压型品进行烘干；

(5)对步骤(4)的烘干后的物料进行高温石墨化处理。

根据本发明，步骤(1)中，所述高分子材料选自不含有苯环且能溶于水的高分子材料，优选聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚氧乙烯(PEO)和聚丙烯酸中的至少一种。本发明中，当所述高分子材料选自不含有苯环且能溶于水的高分子材料时，其石墨化后残碳率很低，对最终产品的性能基本不会造成影响。

根据本发明，步骤(1)中，所述混合是在搅拌条件下进行的，所述搅拌的转速度为30-150r/min，优选为50-100r/min。所述搅拌的时间为30-300min，进一步优选为60-200min。

根据本发明，步骤(1)中，所述高分子材料与水的质量比为(0.5-3):100，例如为0.5:100、1:100、2:100和3:100；所述加热的温度为90-95℃。