[发明专利]一种长循环锂离子电池负极材料的制备方法

权利要求书

1.一种长循环锂离子电池负极材料的制备方法，以废弃的石墨化辅料为原材料，通过对原料处理得到石墨粉料，再经硼元素参杂，两次包覆，其特征是包括如下步骤：

1）、原料磨粉料制备，将废弃的石墨化辅料通过粗破碎、粉碎、整形、分级、除磁工序，将原材料加工成具有一定粒径和振实密度的原料磨粉料；

2）、负极基材粉末制备，将步骤1）中的原料磨粉料与树脂聚合物及掺硼剂混合一同投入VC混料机中混合均匀，得到负极基材粉末；

3）、前驱体物料制备，将步骤2）制备得到的负极基材粉末与羧甲基纤维素钠（CMC）的水溶液转入捏合机中搅拌混合，常温下进行捏合处理直至物料呈均匀无颗粒的浆料状态后，提高捏合机油温加热将浆料中的溶剂蒸干得到前驱体物料；

4）预碳化前驱体制备，将步骤3）得到的前驱体物料进行低温预碳化处理，冷却后，对所得块料打散后筛分，即得预碳化前驱体；

5）粗锂电池负极料制备，将步骤4)得到的预碳化前驱体投入高压反应釜中不断搅拌并将物料加热至一定温度，将预热至液态的焦油缓慢倒入高压反应釜中，保持温度在惰性气氛中混合均匀后停止搅拌，之后在有压力的情况下加压浸渍，泄压冷却后转入辊道窑中进行高温二次碳化处理，冷却，即为粗锂电池负极料；

6)制锂离子电池负极材料，将步骤5）得到的粗锂电池负极料打散后过筛，得到锂离子电池负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种长循环锂离子电池负极材料的制备方法，其特征是步骤1）是采用辊鄂破一体机装置进行粗破碎处理，控制粗破碎粒料的颗粒大小≤2mm，石墨化度≥91。

3.根据权利要求1所述的一种长循环锂离子电池负极材料的制备方法，其特征是步骤1）中的粉碎整形、分级工艺，通过粉碎整形机进行处理，对粗破颗粒进一步破碎整形后，通过联用分级设备除去细粉，得到符合要求的原料磨粉料；控制原料磨粉料的中值粒径为D50为3.0-30.0μm，振实密度为0.70-1.055g/cm³。

4.根据权利要求1所述的一种长循环锂离子电池负极材料的制备方法，其特征是步骤1）中的除磁工艺，除磁方式为电流除磁或永磁体除磁，除磁设备连有卧式或立式混筛机，确保除磁完成后物料的均一性，控制除磁后原料磨粉料中的磁性物质含量为≤5.0ppm 。

5.根据权利要求1所述的一种长循环锂离子电池负极材料的制备方法，其特征是步骤2）负极基材粉末制备，是将将步骤1）中的原料磨粉料与树脂聚合物与掺硼剂混合一同投入VC混料机中混合均匀，得到负极基材粉末；控制原料磨粉料与树脂聚合物、掺硼剂的质量比为100：1～20：0.1～2，控制羧甲基纤维素钠（CMC）的水溶液质量浓度为0.1％～3.5Wt％；控制原料磨粉料与羧甲基纤维素钠（CMC）的水溶液质量比在100:20～200。

6.根据权利要求1或5所述的一种长循环锂离子电池负极材料的制备方法，其特征是步骤3）前驱体物料制备，控制捏合装置的加热温度为100℃～250℃，控制捏合搅拌混合时间为1～6小时。

7.根据权利要求1所述的一种长循环锂离子电池负极材料的制备方法，其特征是步骤4）预碳化前驱体物料制备，初次预碳化处理是在惰性气氛下控制低温预碳化处理温度为480℃～680℃，控制低温预碳化处理的升温速率为1-8℃/min；控制低温碳化处理及保温时间为5-18h。

8.根据权利要求1所述的一种长循环锂离子电池负极材料的制备方法，其特征是步骤5）粗锂电池负极料制备，是将步骤4)得到的预碳化前驱体料投入高压反应釜中并将物料加热至80～300℃后，将预热至液态的焦油缓慢倒入高压反应釜中，保持温度在惰性气氛中混合均匀后停止搅拌，在0 .2-1 .5Mp压力下加压浸渍0.5～3h，泄压冷却后转入辊道窑中再惰性气氛中以1-7℃/min的升温速度将辊道窑升至950℃～1200℃进行高温二次碳化处理，高温二次碳化及保温时间控制在12-24小时，所述焦油为煤焦油或石油焦油，所述焦油的结焦值为20～30％，冷却，即为粗锂电池负极料。

9.根据权利要求1或2所述的一种长循环锂离子电池负极材料的制备方法，其特征是控制粗破碎的原料磨粉料其含水分量≤0.50 Wt％，含灰分≤0.40 Wt％，磁性物质含量为≤1.0-5.0ppm ，原料磨粉料的电阻≤130mΩ。