[發明專利]一種同爐制備鋰電池負極用石墨和碳化硅的方法

在審

• 申請號: 201611253088.3
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106784767A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 徐迎節;冀有俊;張校菠;楊忠福
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;神華寧夏煤業集團有限責任公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/1393;H01M4/36
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司11012
• 代理人: 崔華,王化平

1.一種同爐制備鋰電池負極用石墨材料和碳化硅的方法，其包括以下步驟：

1)粉體制備

將無煙煤進行粉碎，制成粉體材料；

2)高溫石墨化

將步驟1)所得粉體材料置于坩堝內，向具有爐基底、爐頭/爐尾墻體和可移動爐墻板的艾奇遜爐內裝填保溫料、用于生產碳化硅的反應料和所述坩堝，填料后若干所述坩堝被設置于所述艾奇遜爐的爐頭/爐尾墻體方向上，所述坩堝的外周以通用分解石墨完全包覆，構成爐芯層，所述爐芯層位于所述艾奇遜爐的中部；所述爐芯層的外周被所述反應料完全包覆，所述反應料的外周被貼合所述爐基底、墻體和墻板內壁的保溫料完全包覆；將艾奇遜爐通電，使爐芯溫度達到1700～3300℃，煅燒后冷卻取料，分別得到石墨和碳化硅。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟1)的粉碎工序前還可包括將無煙煤預煅燒，形成煅燒料的步驟，優選使用罐式煅燒爐或者電熱煅燒爐進行預煅燒，形成罐式煅燒料或者電熱煅燒料后進行粉碎；優選所述預煅燒溫度為1000～2000℃；所述預煅燒時間為8～30h。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟1)中所得粉體材料具有的指標為：

D₁₀＝5～10μm；D₅₀＝11～24μm；D₉₀＝25～55μm；D_max≤80μm。

4.根據前述任一項權利要求所述的方法，其特征在于所述生產碳化硅的反應料包括碳原料和硅原料，其中碳元素和硅元素的摩爾比為0.5-0.8。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于所述碳原料包括無煙煤和石油焦，所述硅原料包括石英砂。

6.根據前述任一項權利要求所述的方法，其特征在于所述保溫料為無煙煤、石英砂、石油焦、石墨及反應料反應后揮發出來聚集的無機物雜質中的一種或多種，所述無機物雜質包括二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣。

7.根據前述任一項權利要求所述的方法，其特征在于步驟3)中所述煅燒時間為8～80h。

8.根據前述任一項權利要求所述的方法，其特征在于所述通用分解石墨可以是天然石墨或者碳化硅生產中產生的人造石墨。

9.根據前述任一項權利要求所述的方法，其特征在于步驟1)和步驟2)中的所述無煙煤用石墨碎、針狀焦、天然石墨、碳纖維、中間相碳微球或熱解樹脂碳中的一種或多種替換或者與石墨碎、針狀焦、天然石墨、碳纖維、中間相碳微球或熱解樹脂碳中的一種或多種組合作為原料使用。

10.根據權利要求1-9中任意一項所述的方法，其特征在于，所述無煙煤為太西無煙煤。