[發明專利]一種鋰離子電池用碳負極材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110174042.7
• 申請日: 2021-02-06
• 公開（公告）號: CN113003559A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 陽柳;王燕飛;周桂民
• 申請（專利權）人: 常德速碳新能源科技有限公司
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種鋰離子電池用碳負極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括步驟：(1)原料炭化；(2)第一機械整形；(3)酸洗提純；(4)高溫炭化；(5)第二機械整形；(6)表面包覆；(7)第三機械整形。本發明提供的一種鋰離子電池用碳負極材料的制備方法能明顯提升電池的倍率型能和低溫性能，并具有優秀的循環性能，且原料價格便宜，制備工序和設備成熟，適合大規模生產。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種鋰離子電池用碳負極材料的制備方法。

背景技術

鋰離子電池由于具有良好的穩定性、高能量密度和無記憶效應等優點被廣泛應用于3C消費類、動力類和儲能類電池領域，目前商用的鋰離子電池負極材料主要以石墨負極為主，但石墨負極的理論比容量較低，僅為372mAh/g，而且大倍率持續充放電能力和低溫性能難以有效提高，因此，開發一種新型的比容量高、倍率性能優秀且低溫性能良好的鋰離子電池負極材料是當前研究的重要方向。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種鋰離子電池用碳負極材料的制備方法，所述方法包括步驟：

將炭化原料在充滿惰性氣氛的炭化爐中進行炭化并得到第一炭化料；其中，所述炭化爐中初始氧含量小于等于100ppm，炭化溫度為300℃-500℃，炭化時間為4h-10h；

將所述第一炭化料粉碎至粒度D50為5μm-10μm，利用325目篩網進行篩分，控制收料粒度D10大于等于1μm，并得到第一機械整形物料；

將所述第一機械整形物料置于酸溶液中洗滌，再用純水進行沖洗直到溶液的pH值為6-8后烘干，并得到純化粉末；

將所述純化粉末在充滿預設氣氛的炭化爐中進行高溫炭化并得到第二炭化料；其中，所述炭化爐中初始氧含量小于等于100ppm，炭化溫度為1000℃-1500℃，炭化時間為4h-10h；

將所述第二炭化料粉碎至粒度D50為5μm-10μm，利用325目篩網進行篩分，控制收料粒度D10大于等于1μm，并得到第二機械整形物料；

在所述第二機械整形物料的表面覆蓋碳源材料經熱分解后形成的無定型碳，并得到包裹料；

將所述包覆料打散至粒度D50為5μm-10μm，利用325目篩網進行篩分后除磁，并得到所述碳負極材料；其中，磁性物質總量小于等于1ppm。

優選地，所述炭化原料為高分子材料或糖類中的一種或多種。

優選地，所述高分子材料為聚氯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、雙馬來酰亞胺、聚丙烯聚碳酸酯、聚醚醚酮或聚苯乙烯中的一種或多種。

優選地，所述糖類為果糖、甘露糖、蔗糖、葡萄糖、半乳糖、半乳聚糖、氨基糖、核糖、脫氧核糖、淀粉、纖維素、多聚糖、果膠、戊糖、甘露糖、甘露聚糖、殼多糖、麥芽糖、阿拉伯膠、糖元或菊糖中的一種或多種。

優選地，所述酸溶液為碳酸、氫氟酸、甲酸、乙酸、硬脂酸、氫硫酸、次氯酸、乙二酸、亞硫酸、磷酸、亞硝酸、高氯酸、氫碘酸、硫酸、氫溴酸、鹽酸或硝酸中的一種或多種。

優選地，所述純化粉末中鐵元素含量小于等于10ppm。

優選地，所述預設氣氛為氮氣氣氛、氬氣氣氛、氦氣氣氛、二氧化碳、氯氣氣氛、硫化氫氣氛、二氧化氮氣氛、氯化氫氣氛、二氧化硫氣氛、溴氣氣氛或溴化氫氣氛中的一種。