[發明專利]一種炭素粉M生產制造方法

有效

• 申請號: 200710069679.X
• 申請日: 2007-06-22
• 公開（公告）號: CN101327925A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 顧向宏
• 申請（專利權）人: 顧向宏
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04;H01M4/38;C10B57/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本發明涉及一種炭素粉M生產制造方法技術領域。

背景技術

鋰離子電池具有相對完整產業鏈，目前，國內產業化高性能鋰離子電池負極材料生產廠家較少，主要使用天然石墨和普通石墨、天然石墨包覆處理。人造石墨雖然穩定性好，但其容量偏低，且比表面積及振實密度均不理想。MCMB其比容量也只能達到320mAh/g，極片壓實密度只能達到1.45g/cm³，并且加工性能相對復雜，流程較難控制，成本偏高，難以滿足需求。

而炭素粉M專門為鋰電池行業制作，石油焦、瀝青焦、煤瀝青焦精選配比，經過包覆、壓制、焙燒等工序，通過機械修飾最后加工成不同形貌，再進行摻雜配比而成。用炭素粉M制造高端鋰離子電池極具有獨特效果，雖然天然石墨經過包覆，用于較多尖端的鋰電池產品，但效果并不明顯，兩者之間相比有不少區別：

1、前期產品是一種價格低廉，資源豐富的石油焦為主要原材料，經多次高溫石墨化，添加特種添加劑來制造炭素粉M；

2、以往高端產品多以復雜的包覆處理，主要代表產品為中間相碳微球MCMB，降低了材料容量，而且前期加工工藝相對復雜很多，加工成本較高。炭素粉M采用機械表面多次進行修飾整形與摻雜相結合，提高了材料Li+容量在實際電池生產應用中可以從320mAh/g提高到375mAh/g；

3、炭素粉M成品形貌參次有序，可大幅度提高在電池制作過程中壓實密度，由原來的1.4g/cm³提高≥1.6g/cm³；

4、成本低廉，性價比高，炭素粉M主要原材料為石油焦，是煉油過程中附加主品。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種炭素粉M生產制造方法，其獲得炭素粉M具有優質安全可靠、高容量，循環壽命長，而工藝方法簡單，成熟穩定，資源豐富。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種炭素粉M生產制造方法，其特征在于步驟依次為：

(1)將石油焦、瀝青焦、煤瀝青焦經過精選；

(2)將石油焦、瀝青焦、煤瀝青焦料以比例50±5：30±5：20±5加入中溫瀝青20～40％，以焦重量為基準，攪拌10～50分鐘時間；經過油壓機壓制成型，再在1200～1400℃下焙燒，時間為1～2天，求得基礎材料；

(3)將所得到的部份基礎材料加入中溫瀝青20～40％為浸漬劑，以基礎材料重量為基準，進行第一次高壓浸焙包覆，大氣壓力8～10kPa，浸焙時間7～9小時，然后再在溫度2400～2600℃下進行第一次高溫石墨化，時間為7～15天，求得第一個加工過的基礎材料；

(4)將所得的部份基礎材料加入中溫瀝青20～40％為浸漬劑，以基礎材料重量為基準，進行第一次高壓浸焙包覆，大氣壓力8～10kPa，浸焙時間7～9小時，然后再在溫度2600～2800℃下進行第一次高溫石墨化，時間為7～15天，求得第二個加工過的基礎材料；

(5)將所得的部份基礎材料加入中溫瀝青20～40％為浸漬劑，以基礎材料重量為基準，進行第一次高壓浸焙包覆，大氣壓力8～10kPa，浸焙時間7～9小時，然后再在溫度2800～3200℃下進行第一次高溫石墨化，時間為7～15天，求得第三個加工過的基礎材料；

(6)將經過以上工序的三種加工過的基礎材料用破碎機破碎，進行分級處理；

(7)然后用氣流磨粗、中、細加工逐段進行磨細處理；

(8)將三種材料分別進行粒度整形修飾為層狀、類橢圓、類圓形的三種形貌；

(9)將層狀、類橢圓、類圓形三種材料按40～50：20～30：25～35重量比例進行配比并混合攪拌；

(10)把上工序所得炭素粉進行至少2000℃高溫碳化處理，時間為0.5～1.5天，經過碳化，獲得可作為鋰離子電池的高端負極材料的炭素粉M。

作為優選，步驟(2)將石油焦、瀝青焦、煤瀝青焦料比例為50：30：20。

步驟中層狀、類橢圓、類圓形三種材料按40：30：30或者50：20：30重量比例進行配比并混合攪拌。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

通過本方法獲得炭素粉M與傳統碳微球、普通高純石墨、普通炭素粉，天然石墨包覆比較效果明顯，具體見附表：

炭素粉M產品技術性能優勢

而工藝方法簡單，成熟穩定，資源豐富。