[發明專利]石墨負極材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202110648444.6
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN115472828A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 潘廣宏;蘇志江;梁文斌;陳全彬;衛昶
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;趙澤麗

1.一種石墨負極材料，其特征在于，所述石墨負極材料具有以下特征：

(1)所述石墨負極材料的總孔體積≤0.02cm³/g，孔徑≤2nm的微孔的孔體積≥0.00001cm³/g，孔徑為2-50nm的介孔的孔體積為0.0001-0.02cm³/g；

(2)所述石墨負極材料中，微孔的比表面積與介孔的比表面積之比為0.01-100：1；

(3)所述石墨負極材料的比表面積≤5m²/g。

(4)所述石墨負極材料的熱擴散系數≥0.2mm²·s^-1。

2.根據權利要求1所述的石墨負極材料，其中，所述石墨負極材料的總孔體積為0.0001-0.02cm³/g，孔徑≤2nm的微孔的孔體積為0.0001-0.001cm³/g，孔徑為2-50nm的介孔的孔體積為0.0001-0.0115cm³/g；

優選地，所述石墨負極材料的總孔體積為0.0001-0.01cm³/g，孔徑≤2nm的微孔的孔體積為0.0001-0.001cm³/g，孔徑為2-50nm的介孔的孔體積為0.0001-0.01cm³/g。

3.根據權利要求1或2所述的石墨負極材料，其中，所述石墨負極材料中，微孔的比表面積與介孔的比表面積之比為0.01-50：1，優選為0.02-10：1，更優選為0.05-1：1。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的石墨負極材料，其中，所述石墨負極材料的比表面積為0.1-5m²/g，優選為0.5-3m²/g，更優選為1-2.5m²/g。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的石墨負極材料，其中，所述石墨負極材料中，微孔的比表面積為0.01-2m²/g，優選為0.05-1.5m²/g，更優選為0.1-1m²/g。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的石墨負極材料，其中，所述石墨負極材料中，介孔的比表面積為0.01-3m²/g，優選為0.05-2m²/g，更優選為0.5-1.5m²/g。

7.根據權利要求1-6中任意一項所述的石墨負極材料，其中，所述石墨負極材料的熱擴散系數≥0.9mm²·s^-1，優選≥1mm²·s^-1。

8.根據權利要求1-7中任意一項所述的石墨負極材料，其中，所述石墨負極材料包含煤基石墨的第一相碳和無定形碳的第二相碳；

所述第一相碳的部分或全部表面包覆有所述第二相碳；

或者，所述第二相碳分散于所述第一相碳中。

9.根據權利要求8所述的負極材料，其中，以所述負極材料的總重量計，所述第一相碳的含量為70-99.9wt％，所述第二相碳的含量為0.1-30wt％；

優選地，以所述負極材料的總重量計，所述第一相碳的含量為80-99.9wt％，所述第二相碳的含量為0.1-20wt％。

10.一種石墨負極材料的制備方法，其中，所述方法包括以下步驟：

(1)將煤進行粉碎，得到煤顆粒；

(2)將所述煤顆粒進行石墨化，得到石墨化材料；

(3)將所述石墨化材料與改性劑進行混合后，得到混合料；

(4)將所述混合料進行二段碳化，得到所述石墨負極材料；

所述改性劑為中間相瀝青。