[發明專利]一種鋰離子電池復合石墨負極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910631639.2
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110350178A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 吳國新;彭鍇;張軍軍;鄭紫烽
• 申請（專利權）人: 漳州巨銘石墨材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 李曉元

本發明公開了一種鋰離子電池復合石墨負極材料的制備方法，涉及鋰離子電池負極材料領域，以炭素制品廢料、球形天然石墨為原料，將炭素制品廢料進行粉碎、整形分級、除磁制成炭素制品廢料石墨粉料，將該炭素制品廢料石墨粉料、球形天然石墨按一定質量比例進行混合，篩分后得到鋰離子電池復合石墨負極材料。本發明綜合了天然石墨高壓實密度、高儲鋰容量以及炭素制品廢料優異的循環性能、成本低等優點，保證了材料的儲鋰容量、首次充放電效率、循環性能和加工性能，提高材料的性價比。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池負極材料領域，具體為一種鋰離子電池復合石墨負極材料的制備方法。

背景技術

雖然鋰離子電池的石墨負極材料已商品化，但還存在一些難以克服的弱點，開發性能更為優良的負極材料仍然是鋰離子電池研究的重要課題。鋰離子電池的負極是由負極活性物質碳材料或非碳材料、粘合劑、添加劑混合制成糊狀膠合物均勻涂覆在銅箔上，經干燥、滾壓而成。鋰離子電池能否成功地制成，關鍵在于能否制備出可逆地脫/嵌鋰離子的負極材料。負極材料的選擇直接影響鋰離子電池的性能。

在炭材料中天然石墨雖有較高的比容量、壓實密度，但易于與電解液發生反應，使得溶劑分子共嵌入而造成石墨層的剝離，電池的可逆容量降低，鋰離子電池的循環性能下降。而石墨類材料之一人造石墨由于具有牢固的結構穩定性，優良的嵌鋰特性，以及長循環壽命，優異極片加工性能等優點得到業內的廣泛肯定和使用。但同時其存在容量偏低、壓實密度偏低等缺點，限制了其在鋰離子電池負極材料中的廣泛應用。因此，如何開發一種具有高儲鋰容量、高壓實密度、高首次充放電效率、高循環壽命，兼備現有人造石墨和天然石墨優點的、性價比高的且能夠用作鋰離子電池的負極材料，是本領域一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種鋰離子電池復合石墨負極材料的制備方法，要解決的問題是使負極材料具有更高的儲鋰容量，更好的首次充放電效率和循環性能，更高的壓實密度，滿足高性能鋰離子電池尤其是動力鋰離子電池對負極材料的要求，同時使材料的制備更簡單，成本更低廉，易于工業化生產。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種鋰離子電池復合石墨負極材料，以炭素制品廢料、球形天然石墨作為原料，由炭素制品廢料經粉碎、整形分級、除磁后與球形天然石墨按一定質量比例混合篩分后制得，鋰離子電池復合石墨負極材料平均粒徑為12～20μm。

可選地，所述鋰離子電池復合石墨負極材料平均粒徑為14～18μm，振實密度為大于或等于1.05g/cm³，比表面積為小于或等于3.0m²/g。

可選地，所述鋰離子電池復合石墨負極材料含鐵量小于或等于50ppm。

可選地，所述球形天然石墨平均粒徑為15～20μm，振實密度為大于或等于1.10g/cm³，比表面積為小于或等于2.0m²/g。

可選地，所述鋰離子電池復合石墨負極材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將炭素制品廢料粉碎，整形分級得到炭素制品廢料石墨粉；

S2、將炭素制品廢料石墨粉投加到電磁除磁器中，進行除磁，使得炭素制品廢料石墨粉的含鐵量小于或等于80ppm，得到炭素制品廢料石墨粉料；

S3、將炭素制品廢料石墨粉料與球形天然石墨按一定質量比例在高速混合機中混合，再經過篩分機篩分得到鋰離子電池復合石墨負極材料。

可選地，所述步驟S1所述炭素制品廢料包括石墨模具、石墨剎車片、核石墨。

可選地，所述步驟S2所述炭素制品廢料石墨粉料平均粒徑為12～18μm，振實密度為0.85～1.15g/cm³，比表面積為2～5m²/g。