[发明专利]一种锂离子电池碳负极材料及其制备方法和系统

权利要求书

1.一种锂离子电池碳负极材料，其特征在于：包括原生颗粒和二次颗粒，原生颗粒和二次颗粒的粒径范围均为20~40μm，原生颗粒为粗石墨颗粒，二次颗粒包括中石墨颗粒，中石墨颗粒的外部包覆一层小颗粒，中石墨颗粒与小颗粒通过粘结剂连接；中石墨颗粒的粒径范围为10~20μm，粗石墨颗粒的粒径范围为20~40μm，小颗粒的粒径范围为1~10μm，小颗粒为细石墨颗粒和导电剂，原生颗粒与二次颗粒的质量比为3：7~4：6。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池碳负极材料，其特征在于：所述中石墨颗粒与小颗粒之间通过羧甲基纤维素钠连接。

3.一种锂离子电池碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将碳负极原料进行筛分，得到粗石墨颗粒、中石墨颗粒、细石墨颗粒，将羧甲基纤维素钠溶于去离子水，加入中石墨颗粒，搅拌分散，得到料浆；

2）细石墨颗粒与导电剂干法混合，得到小颗粒；

3）料浆进行喷雾，雾化状态下与小颗粒混合，再进行干燥，得到二次颗粒；

4）二次颗粒与粗石墨颗粒混合，得到碳负极材料。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池碳负极材料的制备方法，其特征在于：料浆中羧甲基纤维素钠的浓度为1g/L，料浆粘度为200~500mPas。

5.一种锂离子电池碳负极材料的制备系统，其特征在于：包括旋振筛、混合罐、喷雾塔和流化床干燥器，旋振筛设有粗料出口、中料出口和细料出口，粗料出口连接至大颗粒储仓，中料出口连接至中颗粒储仓，细料出口连接至小颗粒储仓，中颗粒储仓连接至混合罐，喷雾塔的底部设有喷雾机构，喷雾塔的中部设有内置流化床，混合罐的出口连接至喷雾机构，小颗粒储仓连接至喷雾塔的进料口，喷雾塔的出料口连接至流化床干燥器；大颗粒储仓连接至流化床干燥器。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池碳负极材料的制备系统，其特征在于：所述内置流化床包括上层床体和下层床体，上层床体与喷雾塔的内壁铰接，且上层床体设有翻转机构，下层床体与喷雾塔的内壁固定连接；所述上层床体为多孔板，多孔板的孔径为10μm；上层床体设有上气体分布器，下层床体设有下气体分布器；进料口和出料口位于上层床体和下层床体之间。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池碳负极材料的制备系统，其特征在于：所述上气体分布器连接的气源为常温空气，下气体分布器连接的气源为40~60℃的热空气，流化床干燥器连接的气源为60~80℃的热空气。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池碳负极材料的制备系统，其特征在于：所述喷雾塔的侧部设有上排气口和下排气口，上排气口设于上层床体上方，下排气口设于上层床体下方，上排气口设有第一湿度传感器，下排气口设有第二湿度传感器；所述上气体分布器的气源进口设有第一流量阀，下气体分布器的气源进口设有第二流量阀，第一湿度传感器用于控制第一流量阀，第二湿度传感器用于控制第二流量阀。