[發明專利]一種用電阻料制備人造石墨負極材料的方法

在審

• 申請號: 202011298785.7
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112645318A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 蔣守鑫;吳志紅;丁曉陽;苗榮榮;李富營;劉夢陽;鄂卓
• 申請（專利權）人: 上海杉杉科技有限公司
• 主分類號: C01B32/205
• 分類號: C01B32/205;H01M4/587;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;黃益澍

本發明公開了一種用電阻料制備人造石墨負極材料的方法，由該方法獲得的不經過石墨化的人造石墨負極材料，以及由所述人造石墨負極材料制備的鋰電池。本發明的方法將人造石墨制備過程中的電阻料經過粉碎、整形以提高振實，并經過除電磁，以達到人造石墨的使用要求，且該方法不需經過高成本且耗時的石墨化。由此獲得性能接近于人造石墨，并用其制造的電池性能與普通人造石墨制造的電池性能接近。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池負極材料制備領域，具體涉及一種用電阻料制備人造石墨負極材料的方法。

背景技術

當今社會隨著工業的發展，化石燃料的大量燃燒，隨之而來的是能源危機以及環境污染的加劇。因此，全球各發達國家都發布了燃油車禁售時間表，我國也將于2040年全面禁售燃油車，各國都在大力開發新能源汽車。同時由于各種便攜式電子設備、電動工具的普及，鋰離子二次電池的開發變得尤為重要。其中，負極材料是鋰離子二次電池重要的組成部分。人造石墨負極材料在各種負極材料中又具有以下優勢(1)石墨來源廣泛，儲量豐富；(2)經過改性后振實密度較高；(3)電化學性能較為穩定；(4)實際比容量密度可以與理論比容量相接近。目前，人造石墨負極材料的發展方向是快充性能的提升以及低成本產品的開發。尤其是在低成本成品開發的這一方面，目前各種動力電池企業都把3萬塊的價格和350的容量作為招標的標準。就各種現有的產品而言，降本壓力很大，因此開發兼具高性能和低成本的產品是其中的關鍵。

CN201810939044.9(酸洗法提純電阻料人造石墨造孔負極材料的制法及材料)使用了酸洗法去除電阻料中間的雜質，從而利用電阻料來制備人造石墨負極材料，然而，酸洗法步驟復雜，對環境不友好。此外，現有人造石墨生產工藝無論如何都要經過周期長(最短30天)價格高昂的石墨化(價格1.2～1.6萬/噸)，不利于大幅度降低成本。

發明內容

為解決現有技術中人造石墨成本太高，而電阻料處理方法落后，無法用于工業化生產人造石墨負極材料的缺陷，本發明提供了一種用電阻料制備人造石墨負極材料的方法及由其制得的人造石墨負極材料?，F有技術雖然有利用電阻料進行酸化處理，并用其進行制備負極材料，但其工藝落后，制備的負極材料無法轉化應用于大規模工業化生產。在這個背景下，發明人意外地發現利用同爐電阻料中下層電阻料，并對電阻料去除細粉、整形，除去電阻料中的磁性物質(磁性物質含量3ppm，優選為0.2～1.5ppm)，由此制備的負極材料可以用于制備鋰電池例如二輪車的鋰電池。具體地，本發明提出了一種滿足350mAh/g的需求，同時也達到了2萬元的低成本的人造石墨負極材料。本發明制備的人造石墨不僅具有有著極低的成本優勢，而且還具有高容量、較高效率的特點，此外本發明制備的人造石墨還具有較高的動力學性能。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案之一為：提供一種用電阻料制備人造石墨負極材料的方法，其包括如下步驟：

(1)將經粉碎機粉碎后的電阻料經過整形機去除細粉、提高球型度，獲得整形后的電阻料，其Dmin≥2.0μm，D50為16.0～19.0μm；

(2)將所述整形后的電阻料經過電磁除磁器，獲得除去磁性物質的電阻料，使其磁性物質的含量3ppm，優選為0.2～1.5ppm，更優選0.2～0.5ppm；

(3)將所述除去磁性物質的電阻料加入混料機混料，獲得混料后的電阻料；

(4)將瀝青包覆在所述混料后的電阻料的表面，并在碳化爐中碳化獲得碳化后的電阻料；

(5)將所述碳化后的電阻料經過混料機混料，得到粒度D50為16.0～20.0μm的人造石墨負極材料；

優選地，步驟(1)中所述粉碎后的電阻料在粉碎前還包括以下步驟：

(0)將電阻料原料經過粗碎機粗碎，獲得粗碎后的電阻料，所述粗碎后的電阻料的平均粒徑D50為100～200μm；優選所述電阻料原料由石墨化坩堝爐產生，更優選所述電阻料原料為同爐電阻料中的下層電阻料。