[发明专利]改性石墨材料、石墨负极材料及各自的制备方法和锂电池

权利要求书

1.一种改性石墨材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤S1，采用氧化扩层剂对热解碳粒进行氧化扩层处理，得扩层后材料；

步骤S2，将沥青和所述扩层后材料混合后进行等静压、焙烧处理，得改性石墨材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述扩层后材料和沥青的质量比为100：1～20，优选所述沥青的结焦值为30～50％，优选所述等静压的压力为0.5～1.0MPa，优选所述等静压的时间为20～60min，优选所述焙烧的温度为500～800℃，优选所述焙烧的时间为10～50h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述氧化扩层剂选自H₂O₂、草酸、高锰酸钾中的一种或多种，优选所述氧化扩层处理的温度为50～120℃，优选所述氧化扩层处理的时间为4～12h，优选所述氧化扩层剂与所述热解碳粒的质量比为1～10:100。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，所述制备还方法包括：

将热解碳进行破碎，得破碎后碳粒；

采用酸对所述破碎后碳粒进行酸洗处理，得热解碳粒；

优选所述破碎后碳粒的粒径为5～30μm，优选所述破碎后碳粒的振实密度为0.5～1.0g/cm³；优选所述破碎后碳粒与所述酸的质量比为1:0.01～1:0.1，优选所述酸的氢离子浓度为2～5mol/L，优选所述酸选自盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种，优选所述酸洗处理的温度为30～100℃，优选所述酸洗处理的时间为5～24h。

5.一种改性石墨材料，其特征在于，所述改性石墨材料由权利要求1至4中的任一项所述的制备方法制备得到。

6.根据权利要求5所述的改性石墨材料，其特征在于，所述改性石墨材料的粒径为5～30μm，优选所述改性石墨材料的比表面积为2～15m²/g，优选所述改性石墨材料的振实密度为0.3～1.0g/cm³。

7.一种石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤A，将权利要求5或6所述的改性石墨材料进行整形处理，得整形后材料；

步骤B，采用包覆剂对所述整形后材料进行碳包覆处理，得石墨负极材料，

优选所述整形后材料的粒径为5～30μm，优选所述整形后材料的比表面积为2～10m²/g，优选所述整形后材料的振实密度为0.5～1.0g/cm³，优选在惰性气氛或氮气中采用包覆剂对所述整形后材料进行碳包覆处理；优选所述整形后材料与所述包覆剂的质量比为100：1～20，更优选所述碳包覆处理的温度为800～1500℃，优选所述碳包覆处理的时间为5～30h，优选所述包覆剂选自沥青、酚醛树脂、呋喃树脂、乙烯丙烯酸乙酯树脂中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

将所述石墨负极材料在60℃以下进行除磁处理的过程。

9.一种石墨负极材料，其特征在于，所述石墨负极材料由权利要求7或8所述的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的石墨负极材料，其特征在于，所述石墨负极材料的压实密度为1.75～1.80g/cm³，优选所述石墨负极材料的比表面积≤2.5m²/g。

11.一种锂电池，包括负极和正极，其特征在于，所述负极为权利要求9或10所述的石墨负极材料。