[發明專利]鋰電池用碳石墨制備方法

有效

• 申請號: 201610038645.3
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105692597B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 梁波;吳建云
• 申請（專利權）人: 上海景烯新能源材料科技有限公司
• 主分類號: C01B32/205
• 分類號: C01B32/205;H01M4/583;H01M4/587;H01M10/052
• 代理公司: 武漢維創品智專利代理事務所(特殊普通合伙) 42239
• 代理人: 余麗霞

本發明涉及一種鋰電池用碳石墨制備方法。本發明方法包括以下步驟：將石墨微粒進行球形化處理，得到d50為15?25μm的球形石墨；將制備的球形石墨與殼聚糖按100：1?15的質量比混合后進入球磨機混合處理60?300min；將上述球磨機處理后物料放入通有惰性氣體的碳化爐中，以2?10℃/min的升溫速率升至800?900℃后，碳化處理5?6h；將上述碳化處理后的球形石墨與高分子樹脂溶液攪拌混合后，在150?250℃下干燥；將上述干燥后物料在950?1150℃下處理2?3小時后冷卻，破碎；將上述破碎后產物進行石墨化處理，即得到石墨負極材料。本發明方法制備的負極材料具有循環穩定，首次庫倫效率高，穩定循環壽命次數大的優點。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，具體涉及一種鋰電池用碳石墨制備方法。

背景技術

鋰離子電池因其具有能量高、體積小、電壓高、壽命長等優點被廣泛應用于軍事和民用設備中。負極材料是鋰離子電池的關鍵材料之一，而碳質材料是常用的鋰離子電池負極的材料。

進過使用和研究后人們發現，碳負極材料材料在鋰離子電池使用時的充放電過程中，形成的SEI膜容易不斷崩塌，影響電池的使用性能和壽命，需要對其表面進行修飾和整形，來提高電池性能和使用壽命。

天然鱗片石墨加工負極材料的方法主要是球形化、表面氧化和表面包覆碳化、石墨化。常規的改性方法是在球形石墨表面通過液相或固相工藝包覆瀝青，再在氮氣保護下碳化或石墨化得到負極材料。但這種工藝循環穩定性差，電量衰減嚴重。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中存在的上述缺陷，提供一種鋰電池用碳石墨制備方法。

為解決上述問題，本發明提出一種鋰電池用碳石墨制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將石墨微粒進行球形化處理，得到d50為15-25μm的球形石墨；

步驟二、將制備的球形石墨與殼聚糖按100：1-15的質量比混合后進入球磨機混合處理60-300min；

步驟三、將步驟二中球磨機處理后物料放入通有惰性氣體的碳化爐中，以2-10℃/min的升溫速率升至800-900℃后，碳化處理5-6h；

步驟四、將步驟三中碳化處理后的球形石墨與高分子樹脂溶液攪拌混合后，在150-250℃下干燥；

步驟五、將步驟四中干燥后物料在950-1150℃下處理2-3小時后冷卻，破碎；

步驟六、將步驟五中破碎后產物進行石墨化處理，即得到石墨負極材料。

上述技術方案中，在實施所述步驟二之前對球形石墨進行氧化處理，所述氧化處理是將球形石墨浸泡在氧化劑溶液中45-120分鐘。

上述技術方案中，所述氧化劑溶液為98％的濃硫酸與1.5-2mol/L的高錳酸鉀按1：0.5-0.8的質量比混合制成。

上述技術方案中，在進行氧化處理時對球形石墨進行超聲波處理，超聲波處理的頻率為35-40KHZ，超聲波處理的功率為250W-300W，超聲波處理的時間為40-90分鐘。

上述技術方案中，所述步驟四中高分子樹脂溶液為酚醛樹脂、環氧樹脂、瀝青中的一種或多種與水或二乙二醇配置成的溶液。

上述技術方案中，所述步驟六中的石墨化處理是指將破碎后產物加熱到2700℃以上進行石墨化。