[發明專利]一種快充石墨負極材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310230103.6
• 申請日: 2023-03-10
• 公開（公告）號: CN116161656A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 周浩;邵小龍;楊軍輝;李璐璐
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技股份有限公司
• 主分類號: C01B32/205
• 分類號: C01B32/205;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 徐浩

1.一種快充石墨負極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將改制瀝青碳化，得到碳化產物；

(2)對所述碳化產物進行熱包，得到半成品；

(3)將所述半成品進行石墨化處理，得到所述快充石墨負極材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述改制瀝青的軟化點為190-240℃；

優選地，步驟(1)所述改制瀝青的結焦值為75-85wt.％；

優選地，步驟(1)所述改制瀝青的灰分≤0.1wt.％；

優選地，步驟(1)所述改制瀝青的QI值為5-17wt.％；

優選地，步驟(1)所述改制瀝青的β樹脂的含量≥16wt.％。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述改制瀝青在碳化之前，進行破碎，得到破碎的改制瀝青；

優選地，所述破碎的改制瀝青的粒徑D50為5-9μm。

4.根據權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述碳化的溫度為800-1200℃；

優選地，步驟(1)所述碳化的時間為2-4h；

優選地，步驟(1)所述碳化的過程中，通入冷卻氣和保護氣；

優選地，所述冷卻氣包括液氮；

優選地，所述保護氣包括液氮、氦氣或氬氣中的任意一種或至少兩種的組合。

5.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述碳化產物進行熱包之前，先進行過篩，得到篩上物和篩下物，所述篩下物進行熱包；

優選地，所述篩下物的粒徑D50為6-8μm；

優選地，所述篩上物進行整形處理，得到粒徑D50為6-8μm的產物，進行熱包。

6.根據權利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述熱包的氣氛為惰性氣氛，所述惰性氣氛中的氣體包括氮氣；

優選地，所述惰性氣氛中，氣體的氣體流量為8-15L/min；

優選地，步驟(2)所述熱包包括一次燒結和二次燒結；

優選地，所述一次燒結的溫度為200-300℃；

優選地，所述一次燒結的時間為20-40min；

優選地，所述二次燒結的溫度為320-400℃；

優選地，所述二次燒結的時間為1-3h。

7.根據權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述石墨化處理的溫度為2000-2500℃；

優選地，步驟(3)所述石墨化處理的時間為96-168h；

優選地，所述石墨化處理之后，進行篩分除磁，得到快充石墨負極材料；

優選地，所述篩分除磁之前，進行整形處理。

8.根據權利要求1-7任一項所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(Ⅰ)對改制瀝青進行破碎，得到粒徑D50為5-9μm的破碎的改制瀝青；

其中，改制瀝青的軟化點為190-240℃，結焦值為75-85wt.％，灰分≤0.1wt.％，QI值為5-17wt.％，β樹脂的含量≥16wt.％；

(Ⅱ)將所述破碎的改制瀝青在800-1200℃碳化2-4h，得到碳化產物；

其中，碳化的過程中通入液氮作為冷卻氣和保護氣；

(Ⅲ)對所述碳化產物進行過篩，得到篩上物和粒徑D50為6-8μm的篩下物，所述篩上物進行整形處理，得到粒徑D50為6-8μm的產物，將所述篩下物和產物在惰性氣氛中進行熱包，得到半成品；

其中，所述熱包包括一次燒結和二次燒結，一次燒結的溫度為200-300℃，時間為20-40min，二次燒結的溫度為320-400℃，時間為1-3h；

(Ⅳ)將所述半成品在2000-2500℃進行石墨化處理，時間為96-168h，結束后進行整形處理，然后進行篩分除磁，得到所述快充石墨負極材料。