[發明專利]一種人造石墨-硬碳負極材料、其制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202110197543.7
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN112993248A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 葛傳長;仰永軍
• 申請（專利權）人: 青海凱金新能源材料有限公司
• 主分類號: H01M4/587
• 分類號: H01M4/587;H01M4/62;H01M4/04;H01M10/052
• 代理公司: 東莞恒成知識產權代理事務所(普通合伙) 44412
• 代理人: 韓丹

本發明涉及電池負極材料領域，特別是涉及一種人造石墨?硬碳負極材料的制備方法，包括如下步驟：將粘結劑溶于溶劑中，在加入人造石墨混勻，然后加入球形硬碳材料、導電劑混勻得到混合物，再將混合物進行熱解；所述熱解的參數為：以2～6℃/min的升溫速率從30～35℃升到300～400℃保溫3～5小時，再以2～6℃/min的升溫速率升溫至550～600℃保溫4～6小時，最后以2～6℃/min的升溫速率升溫至850～950℃保溫6～8小時，隨爐冷卻至20～25℃；本發明提供一種流程簡單、易于實施和應用的人造石墨?硬碳負極材料的制備方法；本發明還提供一種性能優異的人造石墨?硬碳負極材料。

技術領域

本發明涉及電池負極材料領域，特別是涉及一種人造石墨-硬碳負極材料、其制備方法及其應用。

背景技術

鋰離子電池是當今國際公認的理想化學能源，具有體積小、容量大、電壓高等優點，被廣泛用于移動電話、手提電腦、數碼相機等便攜式電子產品，同時日益擴大的電動汽車領域將給鋰離子電池帶來更大的發展空間。鋰離子電池負極材料是鋰離子電池的重要組成部分，負極材料的組成和結構對鋰離子電池的電化學性能具有決定性的影響。目前，鋰離子電池所采用的負極材料一般為碳素材料，如石墨、軟碳(焦炭等)、硬碳等，其中，硬碳負極材料多采用在石墨負極表面包覆一層硬碳或在硬碳材料的表面包覆石墨，如中國專利：申請公布號CN107026262A、申請公布日2017年8月8日的發明專利公開的一種表面石墨烯包覆的高容量球形硬碳負極材料。其制備方法包括以球形硬碳為原料制備氧化石墨包覆體、將包覆有氧化石墨的球形硬碳粉體在惰性氣氛保護下、以700～1200℃碳化熱還原處理1～6小時后降至室溫的步驟。該制備工藝存在工藝流程長、參數不好控制、容易造成不同批次產品的材料性能有差異，且成品率很難控制、成本高的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種性能優異的人造石墨-硬碳負極材料。

本發明還提供一種流程簡單、易于實施和應用的人造石墨-硬碳負極材料的制備方法。

本發明采用如下技術方案：

一種人造石墨-硬碳負極材料的制備方法，包括如下步驟：將粘結劑溶于溶劑中，在加入人造石墨混勻，然后加入球形硬碳材料、導電劑混勻得到混合物，再將混合物進行熱解；所述熱解的參數為：以2～6℃/min的升溫速率從30～35℃升到300～400℃保溫3～5小時，再以2～6℃/min的升溫速率升溫至550～600℃保溫4～6小時，最后以2～6℃/min的升溫速率升溫至850～950℃保溫6～8小時，隨爐冷卻至20～25℃。

對上述技術方案的進一步改進為，所述粘結劑為CMC，其在負極材料中的質量百分數含量為10％～20％。

對上述技術方案的進一步改進為，所述人造石墨的純度≥99％，該人造石墨的粒度≤9μm。

對上述技術方案的進一步改進為，所述人造石墨在負極材料中的質量百分數含量為5％～10％。

對上述技術方案的進一步改進為，所述球形硬碳材料由熱解樹脂制備得到。

對上述技術方案的進一步改進為，所述球形硬碳材料在負極材料中的質量百分數含量為65％～80％。

對上述技術方案的進一步改進為，所述導電劑為炭黑、碳纖維、碳納米管、石墨烯、三元導電漿料、二元導電漿料中的一種。

對上述技術方案的進一步改進為，所述導電劑在負極材料中的質量百分數含量為3.5％～5％。

一種人造石墨-硬碳負極材料，所述材料使用上述制備方法制得。

一種人造石墨-硬碳負極材料的應用，所述材料用于鋰電池。

本發明的有益效果為：