[发明专利]一种制备球形石墨的方法和应用

说明书

本发明提供一种制备球形石墨的方法和应用。所述方法包括以下步骤：首先将原料投入料仓，并输送至主机进行粉碎和整形，得到粗品；而后将步骤(1)得到的粗品进行分级，通过风力作用后大颗粒粗品继续进行粉碎和整形，小颗粒粗品通过除尘收集；最后重复步骤(2)15‑30次，得到所述球形石墨。本发明提供的制备方法能够充分利用其他产品的尾料，极大节省了成本，在提高产品吸油值的基础上保证了产量以及成品率没有明显变化，满足了锂离子电池生产中对高吸油量球形石墨的需求。

技术领域

本发明属于球形石墨材料技术领域，具体涉及一种制备球形石墨的方法和应用。

背景技术

球形石墨是以优质天然鳞片石墨为原料制备得到的产品，在球形石墨的加工过程中，首先需要将石墨原料进行切割粉碎，以满足后续过程中球形石墨加工的使用需求。

在球形石墨的加工过程中，原料的含碳量越高，其成本也就越高，但原料的含碳量太低，便需要增加球形石墨的提纯次数，造成设备的磨损程度增加，总成本也随之增加。目前，研究人员发现碳含量在95％-96％的原料花费的成本最低。此外，球形石墨在加工过程中对原料的粒度也有一定的要求，一方面，粒径太粗使得成本较高，另一方面，粒径太细则会影响球形石墨的产出率，同时辅料产品太多，进而增加原料的制作成本。

在球形石墨的生产过程中，首先将天然鳞片石墨粉粉碎成适宜的粒度，然后再将其进行去棱角化的加工处理，使之最终形成椭球形或类似球形的外形，同时利用分级装置将球形颗粒与去棱角化过程中剥离下来的细粉分级，即可得到正态分布的球形石墨。

自二十世纪末以来，锂电池因其体积小、携带方便以及循环寿命长等优势备受青睐。球形石墨材料具有良好的导电性、化学稳定性、结晶度高、理论比容量高、充放电电位低且曲线平滑、循环寿命长、绿色环保和成本低廉等优势，因此能够作为锂离子电池的负极材料。天然球形石墨产品除了粒度、振实密度、固定碳含量以及库伦效率等性能指标外，吸油量也是影响负极材料性能的重要指标。目前，球形石墨主要采用鳞片石墨粉碎加工制成，粒度在5-35μm之间，吸油量普遍在48-58ml/100g之间。CN102844269A公开了一种天然石墨改性颗粒，其采用对天然石墨颗粒施加冲击力来进行粉碎以及球形化，实现了天然石墨颗粒的球形化以及表面平滑化，但其测试的吸油量低于50ml/100g，无法满足高吸油量的需求。

因此，亟需开发一种制备高吸油量球形石墨的工艺方法，其不仅具有良好的化学稳定性和高吸油量，同时操作简单，能够实现产业化生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种制备球形石墨的方法和应用。本发明通过对天然石墨球形化生产工艺的研究与改进，实现了高吸油量粉体的批量加工。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种制备球形石墨的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将原料投入料仓，并输送至主机进行粉碎和整形，得到粗品；

(2)将步骤(1)得到的粗品进行分级，通过风力作用后大颗粒粗品继续进行粉碎和整形，小颗粒粗品通过除尘收集；

(3)重复步骤(2)15-30次，得到所述球形石墨。

在本发明中，步骤(1)中所述粗品的平均粒径为7-13μm，例如可以为7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm。

在本发明中，步骤(2)中所述大颗粒粗品为粒径大于17μm的石墨颗粒，例如可以为20μm、22μm、25μm、28μm、30μm；小颗粒粗品为粒径小于5.5μm的石墨颗粒，例如可以为5μm、4μm、3μm、2μm、1μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。