[發明專利]低溫快充人造石墨負極材料及制備方法和低溫快充電池

在審

• 申請號: 202010595625.2
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN113851614A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 劉萍;胡文良;陳輝;王磊;高瑞星;徐懷良
• 申請（專利權）人: 上海昱瓴新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳天寶

1.一種低溫快充人造石墨負極材料，其特征在于，所述低溫快充人造石墨負極材料為包覆型碳復合材料；

所述復合材料包括石墨基體，以及包覆在石墨基體表面上的碳納米管和無定形碳；

所述碳納米管和無定形碳的質量為石墨基體質量的0.5～5％。

2.根據權利要求1所述的一種低溫快充人造石墨負極材料，其特征在于，所述復合材料的石墨化度為85％～95％，粒度D50為3～8μm，振實密度為0.7～1.2g/cm³，比表面積為1～6m²/g。

3.一種權利要求1或2中低溫快充人造石墨負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將原料粉碎、整形、球化，得到石墨前驅體粉體；

S2：將所述石墨前驅體粉體置于高溫純化爐中，高溫純化后得到石墨基體；

S3：將所述石墨基體置于氣相沉積爐中，在惰性保護氣體保護下升溫至設定沉積溫度，在設定沉積溫度同時在惰性保護氣體、催化氣體、碳源氣體的氛圍下進行氣相沉積，得到碳包覆人造石墨負極材料；

S4：將S3中得到的碳包覆人造石墨負極材料進行篩分，得到平均粒度D50為3～8μm的低溫快充人造石墨負極材料。

4.根據權利要求3所述的低溫快充人造石墨負極材料的制備方法，其特征在于，S1中所述原料為粒徑小于10mm的石油焦、瀝青焦、石墨電極接頭粉中一種或多種。

5.根據權利要求3所述的低溫快充人造石墨負極材料的制備方法，其特征在于，S1中所述石墨前驅體粉體的粒度D50為2～7μm。

6.根據權利要求3所述的低溫快充人造石墨負極材料的制備方法，其特征在于，S2中所述高溫純化的過程為：通入惰性保護氣體，以1～20℃/min的升溫速度，升溫至2600～3000℃，同時通入凈化氣體，保溫1～96h，然后，停止通入凈化氣體，在惰性保護氣體條件下隨爐冷卻，其中所述凈化氣體為氯氣或氟利昂。

7.根據權利要求3所述的低溫快充人造石墨負極材料的制備方法，其特征在于，S3中氣相沉積的過程為：

S3-1：以3～15℃/min的速度升溫至設定沉積溫度，同時以10～500L/h的流量向氣相沉積爐的爐膛中通入惰性保護氣體，所述設定沉積溫度為800～1100℃；

S3-2：當溫度達到所述設定沉積溫度時，調整惰性保護氣體的流量至100～2000L/h，同時通入催化氣體和碳源氣體，通入時間為0.5～5h；

S3-3：停止通入催化氣體和碳源氣體，調整惰性保護氣體的流量至10～500L/h，當降溫至500～700℃時，保溫0.5～2h；停止加熱，冷卻至60℃以下，停止通入惰性保護氣體，得到碳包覆人造石墨負極材料。

8.根據權利要求7所述的低溫快充人造石墨負極材料的制備方法，其特征在于，所述碳源氣體為甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、天然氣、液化石油氣、苯或噻吩中的一種或多種；

所述催化氣體為氫氣；

所述惰性保護氣體為氮氣或氬氣；

所述惰性保護氣體流量：碳源氣體流量：氫氣流量＝1:(1/3～1):(1/20～1/10)。

9.根據權利要求3所述的低溫快充人造石墨負極材料的制備方法，其特征在于，S4中通過篩網目數為325目的超聲振動篩進行篩分。

10.一種低溫快充電池，其特征在于，所述電池包含權利要求1或2中所述的低溫快充人造石墨負極材料。