[發(fā)明專利]碳負極材料前驅(qū)體及其制備方法和應用、碳負極材料及其制備方法和應用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010587696.8 | 申請日： | 2020-06-24 |
| 公開（公告）號： | CN111777414B | 公開（公告）日： | 2022-05-24 |
| 發(fā)明（設計）人： | 張留峰;郭培瑞;唐杰;孫占龍;楊生斌;徐秀麗;唐帥 | 申請（專利權(quán)）人： | 山西沁新能源集團股份有限公司 |
| 主分類號： | C04B35/52 | 分類號： | C04B35/52;C04B35/622;C04B38/06;H01M4/587;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283 | 代理人： | 劉依云;喬雪微 |
| 地址： | 046500 山*** | 國省代碼： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 負極 材料 前驅(qū) 及其 制備 方法 應用 | ||
1.一種碳負極材料前驅(qū)體，其特征在于，所述前驅(qū)體由高階煙煤、煤基粘結(jié)劑、煤基惰性劑和添加劑的混合物經(jīng)過熱處理得到；
其中，所述高階煙煤為鏡質(zhì)組平均反射率＞1.3％的煙煤，所述高階煙煤選自高階焦煤和/或瘦煤；
其中，所述添加劑包含20-50wt％的石墨化催化劑和50-80wt％的炭孔隙改性劑；
其中，所述高階煙煤、煤基粘結(jié)劑、煤基惰性劑和添加劑的重量比為25-45∶15-35∶25-45∶0.2-3；
其中，所述碳負極材料前驅(qū)體的參數(shù)滿足：灰分含量＜3wt％，硫分含量＜0.5wt％，固定碳含量＞96wt％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前驅(qū)體，其中，所述高階煙煤、煤基粘結(jié)劑、煤基惰性劑和添加劑的重量比為30-45∶20-35∶30-45∶0.5-3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前驅(qū)體，其中，所述高階煙煤、煤基粘結(jié)劑、煤基惰性劑和添加劑的重量比為35-40∶20-30∶35-40∶0.5-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前驅(qū)體，其中，所述高階煙煤的參數(shù)滿足：灰分含量≤8wt％，硫分含量＜0.6wt％，揮發(fā)分含量＜20wt％，粘結(jié)指數(shù)≥55，膠質(zhì)層指數(shù)＜25mm，煤巖活惰比＜1.2，催化指數(shù)＜3％，水分含量為8-15wt％；所述煤基粘結(jié)劑的參數(shù)滿足：灰分含量＜0.5wt％，硫分含量＜0.2wt％，揮發(fā)分含量＜60wt％，結(jié)焦值＞40％，TI含量＞25wt％，QI含量＜20wt％，軟化點含量＞100℃，水分含量為5-10wt％；
所述煤基惰性劑的參數(shù)滿足：灰分含量＜0.5wt％，硫分含量＜0.5wt％，揮發(fā)分含量＜15wt％，水分含量為5-15wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的前驅(qū)體，其中，所述煤基粘結(jié)劑為瀝青。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的前驅(qū)體，其中，所述煤基粘結(jié)劑選自煤焦油高溫瀝青、煤焦油中溫瀝青、煤基中間相瀝青、煤焦油精制瀝青和煤液化渣油瀝青中至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的前驅(qū)體，其中，所述煤基惰性劑選自無煙煤、瀝青焦和石油焦中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的前驅(qū)體，其中，所述添加劑選自石墨化催化劑和炭孔隙改性劑。
9.一種碳負極材料前驅(qū)體的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)將高階煙煤、煤基粘結(jié)劑、煤基惰性劑和添加劑進行混合、成型，得到料餅；
(2)將所述料餅依次進行熱處理、冷卻、整粒，得到碳負極材料前驅(qū)體；
其中，所述高階煙煤為鏡質(zhì)組平均反射率＞1.3％的煙煤，所述高階煙煤選自高階焦煤和/或瘦煤；
其中，所述添加劑包含20-50wt％的石墨化催化劑和50-80wt％的炭孔隙改性劑；
其中，所述高階煙煤、煤基粘結(jié)劑、煤基惰性劑和添加劑的重量比為25-45∶15-35∶25-45∶0.2-3；
其中，所述碳負極材料前驅(qū)體的參數(shù)滿足：灰分含量＜3wt％，硫分含量＜0.5wt％，固定碳含量＞96wt％。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，步驟(1)中，所述混合包括：將所述高階煙煤、煤基粘結(jié)劑和煤基惰性劑分別粉碎后，再與添加劑進行混合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，經(jīng)粉碎后所述高階煙煤的粒度＜1.5mm的顆粒占90％以上；經(jīng)粉碎后所述煤基粘結(jié)劑的粒度＜3mm的顆粒占90％以上；經(jīng)粉碎后所述煤基惰性劑的粒度＜1mm的顆粒占90％以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述料餅的密度為1-2t/m3，所述料餅的水分為5-15wt％。
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