[發明專利]石墨負極材料及其制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202010947255.4
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN114171738A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 周海輝;潘修軍;李東東;張殿臣;任建國
• 申請（專利權）人: 貝特瑞新材料集團股份有限公司
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

1.一種石墨負極材料，其特征在于，所述石墨負極材料包括：

天然石墨內核，所述天然石墨內核內部具有孔隙；

碳包覆層，所述碳包覆層形成于所述天然石墨內核的表面；

石墨化填充劑，所述石墨化填充劑填充于所述天然石墨內核的內部孔隙中；且所述石墨化填充劑還形成所述碳包覆層。

2.根據權利要求1所述的石墨負極材料，其特征在于，所述天然石墨內核的中值粒徑為8μm～25μm；

優選的，所述石墨化填充劑中的填充劑包括瀝青及樹脂中的至少一種；

優選地，所述碳包覆層的厚度為10nm～100nm；

所述石墨化填充劑的粒徑為0.5um～10um；所述天然石墨內核的內部孔隙的孔體積為0.01cm³/g～0.08cm³/g；

以所述石墨化填充劑質量為100％計，填充于所述天然石墨內核的內部孔隙中的石墨化填充劑的含量為20％-80％。

3.一種石墨負極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

將天然石墨與填充劑混合，得到混合料；

將所述混合料粉碎，得到石墨粉體；及

對石墨粉體在保護性氣氛下石墨化處理，得到所述石墨負極材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述天然石墨為天然鱗片石墨；

優選地，所述天然石墨的中值粒徑為10μm～150μm。

5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述填充劑包括瀝青及樹脂中的至少一種；

優選地，所述瀝青包括石油瀝青、煤瀝青、中間相瀝青及改質瀝青中的至少一種；

優選地，所述瀝青的中值粒徑為1μm～10μm；

優選地，所述樹脂包括酚醛樹脂和/或環氧樹脂。

6.根據權利要求3-5任一項所述的制備方法，其特征在于，所述天然石墨與填充劑的質量比為10:(0.5～3)；

優選地，所述粉碎為粉碎同時球形化；

優選地，所述石墨粉體的中值粒徑為8μm～25μm；

優選地，所述石墨粉體為球形石墨粉體。

7.根據權利要求3-6任一項所述的制備方法，其特征在于，所述保護性氣氛包括氮氣氣氛及氬氣氣氛中的至少一種；

優選地，所述石墨化處理的溫度為2000℃～3300℃，時間為10h～72h。

8.根據權利要求3-7任一項所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：對所述石墨化處理得到的產品進行打散和篩分。

9.根據權利要求3-8任一項所述的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

將中值粒徑為10μm～150μm的天然鱗片石墨與中值粒徑為1μm～10μm瀝青以10:(0.5～3)的質量比物理混合，得到混合料；

將所述混合料粉碎球形化得到中值粒徑為8μm～25μm球形石墨粉體；及

對所述球形石墨粉體在保護性氣氛下以2000℃～3300℃的溫度石墨化處理10h～72h，得到所述石墨負極材料。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包含如權利要求1或2所述的石墨負極材料。