[发明专利]一种锂离子电池负极材料包覆改性方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池负极材料包覆改性方法，包括以下步骤：(1)将酚醛树脂溶于有机溶剂中得到包覆剂1，包覆剂1与石墨充分混合均匀，在氮气气氛保护下，碳化得到一次包覆石墨；(2)将沥青溶于有机溶剂中得到沥青混合液，再将石墨烯导电浆料与沥青混合液混合均匀，得到包覆剂2，包覆剂2与一次包覆石墨充分混合均匀，在氮气气氛保护下，碳化得到二次保护石墨。与现有技术相比，本发明对设备要求低、制备方法简单，便于大规模生产；制备的石墨负极材料具有高的压实密度、优异的倍率性能和循环性能，在动力型锂离子电池、快充型电池领域具有很高的应用价值。

技术领域

本发明属于锂离子电池负极材料技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池负极材料包覆改性方法。

背景技术

锂离子电池作为新一代绿色环保电池，具有比能量高、应用温度范围宽、循环稳定性好、无污染、安全性能好等优点，随着各国政府的大力支持和人们需求的不断増加，锂离子电池已经成为21世纪具有广阔应用前景的储能设备。

锂离子电池的主要組成部分包括正负极嵌锂材料、有机电解液及电池隔膜等。其中，正负极材料不仅对锂离子电池性能起着关键性作用，且其生产成本占整个电池的一半以上，因此，正负极材料的开发与制备工艺成为人们的重点研究内容。

经过不断地开发研究，人们相继推出了LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、三元等正极材料，而负极材料目前主流以石墨类碳材料为主。我国天然石墨储量丰富，价格低廉，有利于发挥我们石墨负极材料的成本优势。随着近年来锂离子电池需求的増加以及国家对新能源产业的大力支持，石墨材料生产企业与产量呈现快速増长趋势。然而，本发明申请人发现，传统工艺制造的人造石墨和天然石墨表面缺陷较多，与电解液相容性比较大，副反应较多，导致电池的倍率性能和低温性能较差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种锂离子电池负极材料包覆改性方法。本发明方法对设备要求低、制备方法简单，便于大规模生产。制备的石墨负极材料具有高的压实密度、优异的倍率性能和循环性能，在动力型锂离子电池、快充型电池领域具有很高的应用价值。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种锂离子电池负极材料包覆改性方法，包括以下步骤：

(1)将酚醛树脂溶于有机溶剂中得到包覆剂1，包覆剂1与石墨充分混合均匀，在氮气气氛保护下，碳化得到一次包覆石墨；

(2)将沥青溶于有机溶剂中得到沥青混合液，再将石墨烯导电浆料与沥青混合液混合均匀，得到包覆剂2，包覆剂2与一次包覆石墨充分混合均匀，在氮气气氛保护下，碳化得到二次保护石墨。

本发明第一次采用酚醛树脂包覆石墨，经过高温热解在石墨表面形成一层热解碳层，修饰了石墨表面的大部分缺陷；而再经过石墨烯导电浆料与沥青混合液进行二次包覆碳化后，对石墨及其表面热解的碳层存在的缺陷再进行液相包覆，使得石墨表面变得更光滑，而石墨烯包覆剂的引入，石墨烯通过点面接触来导电，有效提高了材料的导电性能，进一步改善了石墨负极材料的电化学性能。

优选地，步骤(1)中，所述的包覆剂1中酚醛树脂与有机溶剂的质量比为1-5:10。

优选地，步骤(1)中，包覆剂1与石墨的质量比为0.1-1.5:5-10。

优选地，所述的石墨D50粒径为8-20μm。

优选地，步骤(2)中，石墨烯导电浆料固含量为1-5wt％；沥青与有机溶剂的质量比为1-5:10；石墨烯导电浆料与沥青混合液的质量比为1-10:1-10。

优选地，步骤(2)中，包覆剂2与一次包覆石墨的质量比为0.1-2:5-10。