[发明专利]一种复合石墨负极材料、锂离子电池及制备方法

说明书

本发明公开了一种复合石墨负极材料、锂离子电池及制备方法。所述复合石墨负极材料由人造石墨负极材料和天然石墨负极材料按100:80‑100的比例混匀制得，详见本发明正文。本发明制得的复合石墨负极材料能兼顾人造石墨高容量高倍率的性能，又兼顾天然石墨的高振实密度、高容量密度。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料领域，具体涉及一种复合石墨负极材料、锂离子电池及制备方法。

背景技术

锂离子电池凭借其高能量密度、高工作电压、充放电速度快、长循环寿命且比铅酸电池绿色、环保等优点，使其自1990年，被商业化后速速普及，己经成为移动电话、电动工具、笔记本电脑和摄录像机等小型电子产品的主要能源，特别最近几年，随着世界能源危机和环保的双重压力，世界各国都在致力于锂离子电池的研究，因此，很大程度上推动了电动汽车和储能电站等领域的产业化进程；

随着科技发展，锂离子电池的应用由数码产品延伸到电动汽车和储能电站的领域的发展，我国针对新能源汽车产业，也出台了相关补贴措施，特别近年来，由于低续航里程的补贴逐渐退坡，反而鼓励高能量密度，高续航里程的汽车的发展，迫使新能源汽车对高能量密度以及高功率更加地关注，尤其是能源汽车对高功率即能快速充放电又要有较高的能量密度，延长新能源汽车的续航能力，从而带动了石墨类负极材料的飞速发展，目前，从技术角度来看，常规的人造石墨动力学性能可以满足要求，但是能量密度偏低，相反，天然石墨能力密度较高，但是倍率性能偏差；因此近年来针对复合石墨的开发已经成为研究热点。

人造石墨是将容易石墨化的软碳经过2800℃以上石墨化处理制成，二次粒子随机排列，其间会存在很多空隙结构，有利于电解液的渗透和锂离子的扩散，因此人造石墨能提高锂离子电池的快速充放电能力。

而中间相炭微球的生球为球形片层颗粒，主要通过对煤焦油进行处理获得中间相小球体，再经过2800℃以上石墨化处理得到。中间相炭微球具有电极密度高及可大电流充放电优势，但其容量偏低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术制备的石墨负极材料首次放电容量低、放电平台及平台保持率较低、循环性能不足、倍率性能差、产品加工性能不足、极片的压实密度不高等缺陷，而提供一种复合石墨负极材料、锂离子电池及制备方法。所述复合石墨负极材料通过将分别经过处理的人造石墨原材料和天然石墨原材料复合制得，能兼顾人造石墨高容量高倍率的性能，又兼顾天然石墨的高振实密度、高容量密度。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案之一为：一种复合石墨负极材料的制备方法，所述复合石墨负极材料由人造石墨负极材料和天然石墨负极材料按100:80-100的比例混匀制得，其中，所述人造石墨负极材料的制备包括如下步骤：

(a)将人造石墨混料进行低温表面处理，得人造石墨一次半成品；所述低温表面处理的温度为580-620℃，恒温时间为6-8h；所述人造石墨混料由人造石墨原材料与沥青按照质量比100:(13-18)混匀制得；

(b)将步骤(a)所述人造石墨一次半成品进行超高温石墨化处理即得所述人造石墨负极材料；所述超高温石墨化处理的温度为2800-3200℃，恒温时间为46-62h；

所述天然石墨负极材料的制备包括如下步骤：

(1)将天然石墨混料进行低温表面处理，得天然石墨一次半成品；所述低温表面处理的温度为350-650℃，恒温时间为4-6h；所述天然石墨混料由天然石墨原材料与沥青按照质量比100:(10-15)混匀制得；

(2)将所述天然石墨一次半成品与沥青按照质量比100:(5-8)混匀，得天然石墨一次半成品混料；

(3)将步骤(2)所述天然石墨一次半成品混料依次进行常温表面处理、中温表面处理，得天然石墨负极材料；所述常温表面处理的温度为20-60℃，恒温时间为6-10min；所述中温表面处理的温度为1200-1300℃，恒温时间为4-8h。