[發明專利]中值粒徑為3-12μm的球形石墨的制備方法及裝置

有效

• 申請號: 201811009725.1
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN110872117B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 吳其修
• 申請（專利權）人: 湛江市聚鑫新能源有限公司;廣東東島新能源股份有限公司
• 主分類號: C01B32/21
• 分類號: C01B32/21;C01B32/215;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明提供了動力電池用的球形石墨的制備方法及裝置，采用超微初粉碎、超微精粉碎和多次超微分級相結合的工藝，制備出的球形石墨球形度好，粒度分布窄(D₅₀為3?12μm)，振實密度高，滿足高端動力電池負極材料的使用要求；而且可以利用制備D₅₀為13?25μm球形石墨過程中產生的尾料作為制備D₅₀為3?12μm小粒徑球形石墨的原料，石墨原材料的利用率又提高了25％?35％，且工序流程簡單，減少能源消耗，所述裝置是將多組粉碎的單臺設備首尾相連，原料經一級粉碎后直接進入下一級進行循環粉碎分級，中間設管道輸送，整套裝置全密封，含塵氣流經除塵后集中進入暗溝再進入二次除塵處理，達到無污染排放。

技術領域

本發明屬于石墨制備技術領域，涉及一種動力電池用的球形石墨的制備方 法及裝置，特別是一種中值粒徑D₅₀為3-12μm的球形石墨的制備方法及裝置。

背景技術

鋰離子電池因其工作電壓高、能量密度大、循環壽命長、自放電小、無記 憶效應等優點，成為上世紀九十年代以來繼鎳氫電池之后的新一代二次電池。 目前商品化鋰離子電池的負極材料仍然是石墨類材料占主導地位，其中天然石 墨因其高的充放電容量、良好的充放電平臺、來源廣泛、成本低而得到廣泛應 用。

近年來，隨著電子產品及車載與儲能設備對小型化、輕量化及多功能、長 時間驅動化的要求不斷提高，對鋰離子電池高能量密度化、高倍率性能要求不 斷提升。現有的研究表明球形石墨中值粒徑越小，球形度越好，則鋰離子嵌入 石墨球內和脫出石墨球層內的距離越短，大電流下充放電速度越快，倍率性能 越好，可以滿足動力電池的使用要求。目前傳統球形石墨的制備工藝采用氣流 粉碎機經過多次粗粉碎、精粉碎、球化整形、分級篩選等工序處理，制得球形 石墨的中值粒徑(D₅₀)最小為14μm，很難進一步降低球形石墨的中值粒徑，無 法滿足高端動力電池的使用要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種動力電池用的球形石墨的制備方法及裝置，所述制備方法和裝置能有效降低球形石墨粒徑，同時提高產品收率；本發明要解決的技術問題是使用天然鱗片石墨、土狀石墨制備出D₅₀為3-12μm的球形石墨，滿足高端動力電池的高倍率使用需求。

本發明主要通過以下技術方案來解決上述技術問題：

一種球形石墨的制備方法，包括如下步驟：

(1)超微初粉碎：將含碳量90％以上的天然鱗片石墨、土狀石墨，送入一 組或多組(例如2～5組)串聯的超微初粉碎機組；

(2)超微精粉碎：將步驟(2)收集的石墨粉送入一組或多組(例如3～7 組)串聯的超微精粉碎機組；

任選的，(3)純化、烘干。

根據本發明，步驟(1)中，所述的超微初粉碎機組用于石墨顆粒的粉碎和 分級。所述的超微初粉碎機組包括至少兩臺超微粉碎機、一臺超微分級機及一 臺旋風集料器；所述超微粉碎機包括超微粉碎機進料口和超微粉碎機出料口， 所述超微分級機包括超微分級機進料口和超微分級機第一出料口和超微分級機 第二出料口，所述旋風集料器包括旋風集料器進料口、旋風集料器出料口和旋 風集料器除塵出風口；所述至少兩臺超微粉碎機、一臺超微分級機和一臺旋風 集料器串聯連接，所述超微分級機第一出料口與旋風集料器進料口相連，所述 超微分級機第二出料口與旋風集料器出料口并聯接入下一超微初粉碎機組，或 者并聯接入超微精粉碎機組的進料口，所述旋風集料器除塵出風口連接除塵設備，例如除塵器和高壓離心風機；

根據本發明，步驟(1)中所述的超微粉碎機分級葉輪轉速由800rpm逐臺增 加至1600rpm，從第2臺開始每臺轉速增加量相等或不等，每臺超微粉碎機的粉 碎時間15～25分鐘；