[發(fā)明專利]一種用于鋰離子電池的高性能石墨負極材料，及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010535363.0
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111933898B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 仰永軍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖州凱金新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;C01B32/20
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 沈濤

1.一種用于鋰離子電池的高性能石墨負極材料，其特征在于：包括多孔石墨粉，以及位于所述多孔石墨粉表面的包覆層，所述多孔石墨粉的中值粒徑為16-19μm，壓實密度≥1.4g/cm³，所述石墨負極材料的首次容量≥353mAh/g，首次效率≥91%，

所述高性能石墨負極材料的制備方法，依次包括以下步驟：

S1、將多孔石墨粉原料粗破碎，得到合格的所述多孔石墨粉；

S2、將包覆層原料混合，得到包覆層物料；

S3、將所述多孔石墨粉與所述包覆層物料混合，制得石墨負極粗材料；

S4、對所述石墨負極粗材料進行篩分除磁操作，得到最終的所述石墨負極材料，

步驟S2中，所述包覆層原料包括瀝青基料、主粘結(jié)劑、粘結(jié)劑固化劑、非金屬氧化物填料，中空玻璃微球骨料、潤濕分散劑，以及非金屬包覆料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋰離子電池的高性能石墨負極材料，其特征在于：所述多孔石墨粉的孔隙率為35-38%，所述包覆層的材質(zhì)包括石油瀝青或煤瀝青，所述包覆層的厚度為0.5-1.2μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋰離子電池的高性能石墨負極材料，其特征在于：所述瀝青基料為石油瀝青或煤瀝青中的任意一種，所述主粘結(jié)劑為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂以及丙烯酸樹脂中的任意一種或幾種混合物，所述粘結(jié)劑固化劑為多異氰酸酯以及鄰苯二甲酸酐中的任意一種或兩種混合物，所述非金屬氧化物填料為納米二氧化硅，所述潤濕分散劑為異丁烯馬來酸酐共聚物，所述非金屬包覆料為納米硅粉。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于鋰離子電池的高性能石墨負極材料，其特征在于所述包覆層原料包括按重量計的以下各組分：

石油瀝青45-55份、

環(huán)氧樹脂25-32份、

鄰苯二甲酸酐3-5份、

納米二氧化硅1-2份

中空玻璃微球1-3份

異丁烯馬來酸酐共聚物0.2-0.3份

納米硅粉1-1.5份。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于鋰離子電池的高性能石墨負極材料，其特征在于：所述異丁烯馬來酸酐共聚物為聚碳酸酯接枝的異丁烯馬來酸酐共聚物，接枝率為1.22-1.35%，采用熔融氮氣保護法接枝，熔融溫度為320-440℃，氮氣通入時間≥15min，接枝壓力為0.5-5.0bar。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋰離子電池的高性能石墨負極材料，其特征在于：步驟S3中，在熱處理反應釜中混合所述多孔石墨粉和所述包覆層物料，混合溫度為600-920℃，混合壓力為1.2-1.5bar，混合時間為5-12h，保溫溫度為500-800℃，保溫時間為4-6h，全程在氮氣保護下混合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋰離子電池的高性能石墨負極材料，其特征在于：步驟S4中，篩分除磁操作中通過600-800目的振動篩網(wǎng)進行篩分。

8.一種如權(quán)利要求1所述的用于鋰離子電池的高性能石墨負極材料的應用，其特征在于：將所述石墨負極材料負載在負極集流體上，制得鋰離子電池的負極。