[發明專利]一種利用針狀焦生產石墨負極材料的方法及負極材料

有效

• 申請號: 201711351496.7
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108328613B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 楊曉峰;李軍;李園林;徐保國
• 申請（專利權）人: 大同新成新材料股份有限公司
• 主分類號: C01B32/205
• 分類號: C01B32/205;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 另婧

本發明屬于石墨負極材領域，具體地說，涉及一種利用針狀焦生產石墨負極材料的方法及負極材料，包括將針狀焦粉碎、球化、篩分、配料、包覆、石墨化、篩分得到產品，其中，在配料步驟中針狀焦的粒徑范圍及重量份數如下：10?15μm為10?15份；15?25μm為50?55份；25?30μm為20?35份，本發明的有益效果為：采用三種不同粒徑的針狀焦制備碳負極材料，使比表面積較大、鋰離子進入顆粒中心的路徑短、阻力小的小粒徑針狀焦與比表面積較小、鋰離子進入顆粒中心的路徑長、阻力大粒徑較大的較大粒徑針狀焦進行混合，實現優勢互補，使包覆后的針狀焦整體的振實密度大，比表面積小，更有利于制備性能優良的負極材料。

技術領域

本發明屬于石墨負極材領域，具體地說，涉及一種利用針狀焦生產石墨負極材料的方法及負極材料。

背景技術

鋰離子電池是當代高性能電池的代表，是一種綠色新能源產品，廣泛應用于信息、電訊及動力產業。伴隨著全球石油能源的消耗，大氣污染環境加劇，節能環保的純電功汽車已被公認為21世紀汽車工業發展的主要方向。純電動汽車最關鍵部分是電池模塊，模塊又是由單體電池串并聯組成。單體鋰離子電池就成為最關鍵的部分。鋰離子電池以其高容量、高能量密度、高電壓、高循環穩定性、環境友好等性能受到國內外專家關注，被稱為21世紀的了綠色能源，具有非常廣闊的應用前景。

鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、電解液、隔膜等組成。目前鋰離子及其關鍵材料(正負極材料和電解液)已成為世界各國關注的焦點，同時也是我國新能源領域重點扶持的高新技術產業。伴隨著鋰離子電池的發展，鋰離子電池關鍵材料也已經成為近幾年發展最快的產業之一。

作為鋰電池的四大關鍵材料之一，負極材料技術與市場均較為成熟，成本比重最低，在5-10％左右。現階段負極材料研究的主要方向如下：石墨化碳材料、無定型碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金和其他材料。目前已經實際用于鋰離子電池的負極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。我國石墨礦資源豐富，成本較低，但是天然石墨也有一些缺陷，吸液性差，分子中不存在交聯的sp3結構，墨片分子容易發生平移，從而導致石墨負極材料的循環性能差。天然石墨負極材料主要用于消費類電子產品。人造石墨通過對原始材料進行表面改性和結構調整，使其部分無序化或者在各類材料中形成納米級的孔、洞和通道等結構，加大鋰離子嵌入和脫嵌反應，因此具有高壓實、高容量、長壽命等優勢。人造石墨主要作為動力電池的負極材料。

CN102110813A公開了一種鋰離子電池負極石墨材料，其包含中間相石墨和人造石墨，質量比為90∶10～20∶80。本發明的鋰離子電池負極石墨材料壓實密度高，比表面積低，放電容量高，循環壽命長，但是這種方法得到的大倍率放電性能降低。

有鑒于此特提出本發明。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種利用針狀焦生產石墨負極材料的方法及負極材料，采用三種不同粒徑的針狀焦制備碳負極材料，使比表面積較大、鋰離子進入顆粒中心的路徑短、阻力小的小粒徑針狀焦與比表面積較小、鋰離子進入顆粒中心的路徑長、阻力大粒徑較大的較大粒徑針狀焦進行混合，實現優勢互補，使包覆后的針狀焦整體的振實密度大，比表面積小，更有利于制備性能優良的負極材料。

為解決上述技術問題，本發明采用技術方案的基本構思是：

一種利用針狀焦生產石墨負極材料的方法，包括將針狀焦粉碎、球化、篩分、配料、包覆、石墨化、篩分得到產品，其中，在配料步驟中針狀焦的粒徑范圍及重量份數如下：

10-15μm 10-15份；

15-25μm 50-55份；

25-30μm 20-35份。