[发明专利]一种用石墨化废料制备的石墨化负极材料及其制备方法

说明书

本发明包含石墨化负极材料的制备方法及其制备的石墨化负极材料，该方法使用的原料为石墨化废料，将石墨化废料破碎，再进行磨粉，磨粉后的物料与沥青混合包覆，包覆后依次进行炭化、筛分、除磁。该方法克服了现有的用石墨化废料生产锂离子电池负极材料的方法工艺冗长、环境不友好、不利于工业生产的问题。

技术领域

本发明涉及锂离子电池的负极材料，具体涉及一种用石墨化废料制备的石墨化负极材料及其制备方法。

背景技术

目前锂离子电池负极材料主要使用煤基或石油基针状焦制备，原料成本高昂。而石墨化废料，往往得不到良好的回收利用，造成极大的浪费。由于石墨化废料的成分与针状焦类似，因此，开发使用石墨化废料生产锂离子电池负极材料的制备方法，是一个能够有效变废为宝的研发方向。

但由于石墨化废料自身的特殊性质，用石墨化废料生产锂离子电池负极材料存在一系列难题：一方面，石墨化废料往往质地较软，在粉碎、整形后，会损伤材料表面，形成大量开口气孔，使其体积密度偏低，机械强度较小，不利于后期加工制作极片；另一方面，石墨化废料表面存在较多的毛刺等缺陷结构，导致比表面积偏大，会消耗过多的电解液，形成大面积的SEI膜，导致首效偏低；此外，表面暴露过多的活性位点容易与电解液反应，会不断消耗分解电解液，充放电过程电池易产气鼓包，严重影响循环存储性能和安全性能，大大缩短使用寿命。

因此，现有的用石墨化废料生产负极材料的技术，往往要使用酸洗提纯法对石墨化废料进行提纯，或者通过多次焙烧、炭化、石墨化工艺提升负极材料成品特性，导致加工工艺冗杂，加工成本高，不利于环保，不利于工业化，不能在保障产品性能的前提下，有效降低负极材料的生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的用石墨化废料生产锂离子电池负极材料的制备方法工艺冗长、环境不友好、不利于工业生产的问题，提供用石墨化废料制备电池负极材料的方法，通过控制石墨化废料与沥青的配比，实现采用简单的工艺用石墨化废料生产石墨化负极材料，提高电池的容量和首次放电效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种石墨化负极材料的制备方法，其原料为石墨化废料，将石墨化废料破碎至＜5mm粒径，再进行磨粉，磨粉后的物料与沥青混合包覆，包覆后先后进行炭化、筛分、除磁；其中，所述磨粉后的物料与沥青的配比为质量百分比100:3～100:8。

其中，所述石墨化废料选自石墨碎、石墨接头粉、石墨化电阻料、石墨负极粉碎尾料或石墨坩埚碎中的一种或几种。

其中，所述石墨化废料灰分≤0.3％，挥发分≤2％，固定碳含量≥98％。

其中，所述破碎步骤使用锤式破碎机破碎，所述磨粉步骤使用辊压磨磨粉，优选地，在所述磨粉之前先进行粗磨。

其中，所述磨粉步骤的出料指标要求：D10＝6±2μm、D50＝14±2μm、D90:≤25μm、Dmax≤45μm。

其中，包覆步骤选用磁性物质含量≤0.8ppm，软化点为180-250℃的沥青为包覆粘结剂。

其中，炭化温度850～1250℃，炭化时间6～15h。

本发明提供一种根据上述制备方法制备的石墨负极材料。

本发明提供一种锂离子电池负极，包括上述电池负极材料。

附图说明

图1为实施例1用增碳剂石墨化废料制备石墨负极材料的SEM图。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。