[发明专利]一种基于非晶碳包覆的快充型石墨负极材料及制备方法

说明书

本发明属于锂离子电池负极材料领域，一种基于非晶碳包覆的快充型石墨负极材料及制备方法，经过将石墨原料制成粉末、石墨化后得到石墨化前驱体，对石墨化前驱体进行液体包覆后得到前驱体再混合造粒得到造粒前驱体，再进行碳化得到石墨负极材料，工艺简单，极易大规模生产，制备的锂离子电池负极材料具有表面包覆均匀、各向同性度高、充电倍率性能好等特点。

技术领域

本发明涉及一种高压实倍率型锂离子电池负极材料及其制备方法，属于锂离子电池负极材料制备领域。

背景技术

近年来由于新能源汽车及便携式数码类电子产品的快速发展，市场对高能量密度、高循环寿命、快速充电的锂离子电池的需求日益迫切，而锂离子电池的上述性能主要受制于石墨负极材料，常规石墨负极材料由于其较低的充电性能已不能满足市场需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于非晶碳包覆的快充型石墨负极材料及其制备方法，工艺简单，对设备要求低，极易大规模生产，经测定，制备的锂离子电池负极材料具有粒度分布宽，压实密度高、倍率性能好。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种基于非晶碳包覆的快充型石墨负极制备方法，步骤如下：

1)：将石墨原材料得到石墨原料粉末；

2)：将步骤1)所得原料粉末直接进行石墨化得到石墨化前驱体；

3)：将步骤2)所述石墨化前驱体，进行液相包覆，然后喷雾干燥得到前驱体；

4)：将步骤3)所述喷雾干燥前驱体，在惰性气体保护下进行碳化得到前驱体；

5)：将步骤4)所述碳化前驱体与粘结剂混合得到混合粉；

6)：在惰性气体保护下，将步骤5)所述混合粉造粒得到前驱体；

7)：在惰性气体保护下，将步骤6)所得造粒前驱体进行碳化即得石墨负极材料。

所述步骤1)中的石墨原材料为石油焦煅后焦、针状焦的一种或几种的组合。

所述步骤1)中的石墨原材料经过晾晒、烘干、粗粉碎、细粉碎后进整形分级得石墨原料粉末D50粒径值为4-8μm。

所述步骤2)中，石墨化处理的温度为2800-3500℃，处理时间为48-80h。

所述步骤3)中，液相包覆使用的溶剂为酚醛树脂或者沥青溶于烃类的溶剂，沥青或酚醛树脂与有机溶剂的配比为1-10:15，石墨化品前驱体与液态包覆剂的配比为1-20:40，所述喷雾干燥的温度为60-280℃。

所述步骤4)中碳化温度为850-1250℃，恒温时间8-12h，使用惰性气体为氮气或氩气的任意一种。

所述步骤5)中，粘结剂为石油系沥青或煤系沥青的任意一种或两种组合，粘结剂粒度值D50：2-5μm，碳化前驱体与粘结剂的配比为95:5-80:20。

所述步骤6)中，混合粉在造粒釜中进行造粒，造粒釜的处理温度为500-680℃，处理时间为8-12h，使用惰性气体为氮气或氩气的任意一种，所述造粒前驱体粒径值D50为13-20μm。

所述步骤7)中，碳化温度为950-1250℃，恒温时间10-15h，使用惰性气体为氮气或氩气的任意一种。

一种基于非晶碳包覆的快充型石墨负极材料，采用上述方法制备而得。

本发明带来的有益效果为：

1、本发明首先利用单颗粒粒度小更易于石墨化的特点，通过对单颗粒直接石墨化获得高容量；