[發明專利]石墨復合材料及其制備方法、負極材料及電池

有效

• 申請號: 202010614375.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN113871580B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 陳娜;羅建偉;陳永坤;楊小波;郝嶸
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司;上海弗迪實業有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/587;H01M4/133;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強

1.一種石墨復合材料，其特征在于，所述石墨復合材料包括一次復合顆粒結構以及包覆于所述一次復合顆粒結構表面的包覆碳層，所述一次復合顆粒結構通過將多個石墨單顆粒和粘結材料混合并在惰性氣體下改性處理形成；所述石墨復合材料滿足以下關系式一和關系式二：

4≤D₅₀¹/BET≤13?(關系式一)

11≤D₅₀²/BET≤20?(關系式二)

其中，所述D₅₀¹表示所述石墨單顆粒的粒徑D₅₀的值，單位為μm；所述BET表示所述石墨復合材料的比表面積的值，單位為m²/g；所述D₅₀²表示所述石墨復合材料的粒徑D₅₀的值，單位為μm；

所述石墨復合材料在拉曼光譜中的D帶峰強度與2D帶峰強度的比值范圍為2-4。

2.如權利要求1所述的石墨復合材料，其特征在于，所述石墨復合材料在拉曼光譜中的D帶峰強度與G帶峰強度的比值范圍為0.2-0.6。

3.如權利要求1所述的石墨復合材料，其特征在于，所述包覆碳層的材質包括軟碳和硬碳中的至少一種，所述軟碳包括焦炭、石墨化中間相碳微珠和碳纖維中的至少一種，所述硬碳包括樹脂碳和炭黑中的一種或兩種。

4.如權利要求1所述的石墨復合材料，其特征在于，所述石墨單顆粒的粒徑D₅₀為4-13μm，所述石墨復合材料的粒徑D₅₀為15-25μm，所述石墨復合材料的比表面積為1.0-2.0m²/g。

5.如權利要求1所述的石墨復合材料，其特征在于，所述石墨單顆粒與所述粘結材料的質量比為(85-95)∶(5-15)，所述一次復合顆粒結構與所述包覆碳層的質量比為100∶(1.0-2.5)。

6.如權利要求1所述的石墨復合材料，其特征在于，所述石墨單顆粒的前驅體為石油焦、瀝青焦、針狀焦的生焦和針狀焦的煅后焦中的至少一種。

7.如權利要求1所述的石墨復合材料，其特征在于，所述粘結材料為瀝青、酚醛樹脂和聚酯樹脂中的至少一種。

8.一種如權利要求1-7任一項所述石墨復合材料的制備方法，其特征在于，所述石墨復合材料的制備方法包括：

將石墨前驅體進行干燥粉碎，并將粉碎的石墨前驅體顆粒進行高溫晶化處理，得到石墨單顆粒；

將所述石墨單顆粒與粘結材料混合，并在惰性氣體下改性處理形成一次復合顆粒結構；

將所述一次復合顆粒結構與包覆碳材料在惰性氣體下低溫熱處理，所述包覆碳材料在所述一次復合顆粒結構表面形成包覆碳層，得到石墨復合材料；

其中，所述石墨復合材料滿足以下關系式一和關系式二：

4≤D₅₀¹/BET≤13?(關系式一)

11≤D₅₀²/BET≤20?(關系式二)

其中，所述D₅₀¹表示所述石墨單顆粒的粒徑D₅₀的值，單位為μm；所述BET表示所述石墨復合材料的比表面積的值，單位為m²/g；所述D₅₀²表示所述石墨復合材料的粒徑D₅₀的值，單位為μm。

9.一種負極材料，其特征在于，所述負極材料包括導電劑、粘結劑以及如權利要求1-7任一項所述的石墨復合材料。

10.如權利要求9所述的負極材料，其特征在于，所述石墨復合材料、導電劑和粘結劑的質量比為100∶(0.2-1.5)∶(3.5-7.5)。

11.一種電池，其特征在于，所述電池包括如權利要求10所述負極材料制成的負極片。