[發明專利]鋰離子電池負極材料復合表面改性方法

有效

• 申請號: 201711354890.6
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN109935792B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 晏犖;朱智淵;仰韻霖
• 申請（專利權）人: 廣東凱金新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62
• 代理公司: 東莞市啟信展華知識產權代理事務所(普通合伙) 44579
• 代理人: 馮蓉

1.一種鋰離子電池負極材料復合表面改性方法，其特征在于：包括以下步驟

步驟(1)，將油系瀝青、改性劑、石墨化催化劑分別粉碎處理，使微粒粉碎至150-240目；所述改性劑為具有大л鍵共軛結構的有機分子；所述具有大л鍵共軛結構的有機分子為芘類及其衍生物中的至少一種；

步驟(2)，按照重量份為：油系瀝青80-100份，改性劑10-30份，石墨化催化劑1-5份投至混批機內，調節混批機的轉速為10-100r/s，混批時間為2-10小時，使改性劑均勻粘接在油系瀝青表面；

步驟(3)，將經過混批后的石墨投入立式反應釜中，調節反應釜轉速為10-100r/s，爐內加熱，常溫至200℃0.5-10小時進行第一次焙燒處理，將第一次焙燒處理后的物料進行第一次粉碎處理，使物料的粒徑為300-500目；反應釜爐內繼續加熱200-400℃0.5-10小時，進行第二次焙燒處理，將第二次焙燒處理后的物料進行第二次粉碎處理，使物料的粒徑為300-500目；反應釜爐內繼續加熱至500℃恒溫1-5小時，進行第三次焙燒處理，將第三次焙燒處理后的物料進行第三次粉碎處理，使物料的粒徑為300-500目；反應釜爐內繼續加熱500-650℃0.5-10小時，進行第四次焙燒處理，將第四次焙燒處理后的物料進行第四次粉碎處理，使物料的粒徑為300-500目；

步驟(4)，在保護氣體氣氛下，向反應釜內通過碳源，碳源的流量為50-300sccm，繼續加熱從650-800℃，恒溫10-30min，得到石墨烯；

步驟(5)，收集所述石墨烯，采用質量濃度5-50％的酸溶液去除表面的納米催化劑，再進行干燥處理，通入二氧化碳去除無定型碳，得到鈍化后的石墨烯微片；

步驟(6)，按照重量比為20：1分別稱取石墨烯微片和聚氨酯寡聚體，先將石墨烯微片溶于水，在超聲分散儀中超聲振蕩5-10min，然后加入聚氨酯寡聚體，放入50-80℃水中反應3-5h，然后加入水合聯氨，將此溶液放入油浴100-200℃反應12-24h，然后過濾，將濾渣烘干，得到聚氨酯寡聚體改性的石墨烯微片；

步驟(7)，按重量比為3-15：30-150分別稱取聚氨酯寡聚體改性的石墨烯微片和SBS改性劑，將SBS改性顆粒打碎，然后與聚氨酯寡聚體改性的石墨烯微片充分混合，再用攪拌機在150-200℃范圍下攪拌剪切1-2h，得到復合改性石墨；

步驟(8)，將復合改性石墨包覆蓋于天然石墨烯表面，形成以天然石墨烯為內核，外層包覆復合改性石墨的電池負極材料。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極材料復合表面改性方法，其特征在于：步驟(1)中，所述油系瀝青為煅后石油焦、針狀焦、瀝青焦或煤焦至少一種。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極材料復合表面改性方法，其特征在于：步驟(1)中，所述石墨化催化劑為硼砂、尿素、硅粉、氧化硅至少一種。

4.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極材料復合表面改性方法，其特征在于：步驟(4)中，所述碳源為甲醇、乙醇、丙醇、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔至少一種。

5.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極材料復合表面改性方法，其特征在于：步驟(5)中，所述酸溶液為硝酸、鹽酸、硫酸、氫氟酸至少一種。

6.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極材料復合表面改性方法，其特征在于：步驟(6)中，過濾是分別用清水、甲醇、乙醇交替洗滌濾渣。

7.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極材料復合表面改性方法，其特征在于：步驟(7)中，復合改性石墨為中空的網布袋狀，石墨的片層尺寸為0.5-50μm，石墨的厚度為0.3-0.5nm。