[发明专利]一种液态锂电池负极包覆材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种液态锂电池负极包覆材料及其制备方法，属于锂电池负极材料技术领域。包覆材料制备步骤：(1)将富含蒽、菲的重芳烃油经360～390℃加氢精制脱除其中硫、氮等杂质，得到加氢重芳烃混合油；(2)再把加氢脱硫处理后的重芳烃混合油输入聚合釜并加入混合甲基萘后，在280℃～310℃聚合，得到聚合产物，即为液态包覆材料；本发明的石墨负极包覆材料常温下呈液态，具有较好流动性；具有较高的结焦值，能够和石墨负极材料充分润湿、粘结；包覆层牢固、均匀。易于存放，便于运输和使用。

技术领域

本发明涉及锂电池负极材料技术领域，具体涉及一种液态锂电池负极包覆材料及其制备方法。

背景技术

随着煤炭、石油、天然气化石燃料的广泛应用，能源紧缺已经成为世界范围内的难题。在当今世界电子科技产品的日益高能化、便携化，人们正面临着如何将一次能源高效的储存为二次能源的问题，这已经成为当今世界研究的热点。

锂离子电池的负极材料人们通常选用石墨，石墨的层状结构和充放电过程中体现出来的充放电效率高、循环寿命长等方面优点，都体现出石墨是一种性能优良的锂离子电池负极材料。但是石墨本身也存在着一些缺点，例如和有机溶剂相容性差，容易导致石墨层剥离脱落，从而影响了锂离子电池的电化学性能和电池的使用寿命。因此通过对石墨负极材料表面进行包覆和改性来提升其电化学性能是比较关键的一步。

机械混合包覆过程简单，成本较低，工业化易于实现，但包覆过程中存在超细粉体的团聚问题，导致包覆效果不均匀，从而影响石墨负极的电化学性能。因此，针对上述问题开发一种液态石墨负极包覆材料组合物及其制备方法，使其具备优良的使用性能，不但具有紧迫的研究价值，也具有良好的经济效益和应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和前提基础。本发明旨在提供一种液态锂电池负极包覆材料及其制备方法，提高包覆的均匀性，同时提升石墨负极材料的电化学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液态锂电池负极包覆材料及其制备方法，该包覆材料及其制备方法工艺可行，适合规模化生产，能够和石墨负极材料充分润湿、粘结，包覆层牢固、稳定、均匀。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种液态锂电池负极包覆材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将富含蒽、菲的重芳烃油与氢气混合，经加氢处理(在加氢精制反应器中进行)脱除其中硫、氮等杂质，得到加氢重芳烃混合油。

(2)将步骤(1)加氢处理后的反应器底物(加氢重芳烃混合油)输入到聚合釜中，加入混合甲基萘并混合均匀后，进行聚合反应，得到聚合产物。

上述步骤(1)中，所述富含蒽、菲的重芳烃油原料来自催化裂化重循环油、芳烃联合装置重芳烃塔尾油、煤直接液化油中的至少一种，其20℃密度不小于0.95g/ml，沸点为180℃～380℃，总芳烃含量在30～90％之间，硫含量在0～3％之间。

上述步骤(1)中，所述预处理是将富含蒽菲的重芳烃油与催化剂在预混合器内混合均匀。

上述步骤(1)中，所述加氢处理中，反应温度为360℃～390℃，加氢处理的压力为8～10MPa，加氢处理的氢油比(体积比)为300:1～600:1，加氢处理的空速为0.5h^-1～1.5h^-1。

上述步骤(2)中，所述聚合反应中，反应温度为280℃～310℃，真空度为400Pa～600Pa，反应时间为40～60分钟。

上述步骤(2)中，所述混合甲基萘是1-甲基萘和2-甲基萘为主的有机混合物，1-甲基萘和2-甲基萘总含量≥50wt.％。常温常压下为无色透明油状液体，不溶于水，易溶于乙醚和乙醇。相对密度(20℃)1.025，沸点245℃，闪点82.2℃。能够与原油互溶，但并不发生化学反应。