一种经济型人造石墨负极材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种经济型人造石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤：1）将100份重量的沥青焦粉与150份重量的焦油沥青粉混合，所述沥青焦粉的D50为20μm；2）加热并充分混炼混均物，混炼温度为300~500℃，混炼时间为4-6小时；3）混炼后充分冷却，破碎至D50在5mm以下；4）在惰性气体保护下继续加热至500度，并保温30min；5）用磨粉机磨粉，使磨粉后的颗粒D50为5μm；6）在惰性气体保护下进行烧结，烧结温度为1300-1500℃，以100℃/h的温升速度加热至3200℃，使粉末墨化；7）冷却至常温后，用磨粉机磨粉D50为15~20μm。与现有技术相比，本发明工艺简单，制作成本低，容量较大，内阻小，循环性能好，质量稳定。
【专利说明】
一种经济型人造石墨负极材料的制备方法
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种经济型人造石墨负极材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着电子产品的小型化与可移动化的发展，及电动工具、电动摩托车和电动汽车 用动力电池的快速发展，高功率与高容量锂离子电池已成为世界各国竞相开发的热点。作 为锂离子电池的四大主材料之一的负极材料，而目前已商品化和使用效果最佳的负极材料 为炭材料，主要包括天然石墨和人造石墨两类。
[0003] 人造石墨有人造石墨粉、中间相炭微球和中间相炭纤维。人造石墨粉由于存在振 实密度低、比表面积高的缺点不适合直接作为负极材料，虽然中间相炭微球和中间相炭纤 维具有不可逆容量低、循环寿命好的优点，但其高温石墨化费用很高，造成该材料的成本较 高，限制了该材料的广泛应用。
[0004] 天然石墨虽原料成本低，有较高的嵌锂能力，但没有经过改性的天然石墨负极材 料首次不可逆容量损失很高，高倍率充放电时容量下降较快，在循环过程中由于会发生溶 剂共嵌入，造成容量衰减较快等问题，不适合直接作为负极材料。
[0005] 为了提高石墨负极材料的高倍率性能、循环性能和可逆容量，研究人员对石墨的 改性提出了很多方法。目前提高材料的倍率性能主要有两个途径：一是减少材料的粒径； 二是掺杂改性等。但目前的这两个途径对石墨性能的提高，特别是大电流充放电性能的改 善不是很明显，所以，石墨负极材料在高端锂离子电池的应用受到一定限制。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种经济型人造石墨负极材料的制备方法。
[0007] 本发明的技术方案是： 一种经济型人造石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤： 1) 将100份重量的沥青焦粉与150份重量的焦油沥青粉混合，所述沥青焦粉的D50为 20 μπι ； 2) 加热并充分混炼混均物，混炼温度为300~500°C，混炼时间为4-6小时； 3) 混炼后充分冷却，破碎至D50在5mm以下； 4) 在惰性气体保护下继续加热至500度，并保温30min ; 5) 用磨粉机磨粉，使磨粉后的颗粒D50为5 μ m ; 6) 在惰性气体保护下进行烧结，烧结温度为1300-1500°C，以100°C /h的温升速度加热 至3200 °C，使粉末墨化； 7) 冷却至常温后，用磨粉机磨粉D50为15~20 μπι。
[0008] 进一步，所述惰性气体为氮气。
[0009] 与现有技术相比，本发明工艺简单，制作成本低，容量较大，内阻小，循环性能好， 质量稳定。
【具体实施方式】
[0010] 下面通过具体实施例对本发明做进一步的描述。
[0011] 实施例1 一种经济型人造石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤： 1) 将100份重量的沥青焦粉与150份重量的焦油沥青粉混合，所述沥青焦粉的D50为 20 μπι ； 2) 加热并充分混炼混均物，混炼温度为300°C，混炼时间为4小时； 3) 混炼后充分冷却，破碎至D50在5mm以下； 4) 在惰性气体保护下继续加热至500度，并保温30min ; 5) 用磨粉机磨粉，使磨粉后的颗粒D50为5 μ m ; 6) 在惰性气体保护下进行烧结，烧结温度为1300°C，以100°C /h的温升速度加热至 3200 °C，使粉末墨化； 7) 冷却至常温后，用磨粉机磨粉D50为15~20 μπι。
[0012] 实施例2 一种经济型人造石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤： 1) 将100份重量的沥青焦粉与150份重量的焦油沥青粉混合，所述沥青焦粉的D50为 20 μπι ； 2) 加热并充分混炼混均物，混炼温度为500°C，混炼时间为6小时； 3) 混炼后充分冷却，破碎至D50在5mm以下； 4) 在惰性气体保护下继续加热至500度，并保温30min ; 5) 用磨粉机磨粉，使磨粉后的颗粒D50为5 μ m ; 6) 在惰性气体保护下进行烧结，烧结温度为1500°C，以100°C /h的温升速度加热至 3200 °C，使粉末墨化； 7) 冷却至常温后，用磨粉机磨粉D50为15~20 μπι。
[0013] 实施例3 一种经济型人造石墨负极材料的制备方法，包括以下步骤： 1) 将100份重量的沥青焦粉与150份重量的焦油沥青粉混合，所述沥青焦粉的D50为 20 μπι ； 2) 加热并充分混炼混均物，混炼温度为400°C，混炼时间为5小时； 3) 混炼后充分冷却，破碎至D50在5mm以下； 4) 在惰性气体保护下继续加热至500度，并保温30min ; 5) 用磨粉机磨粉，使磨粉后的颗粒D50为5 μ m ; 6) 在惰性气体保护下进行烧结，烧结温度为1400°C，以100°C /h的温升速度加热至 3200 °C，使粉末墨化； 7) 冷却至常温后，用磨粉机磨粉D50为15~20 μπι。
[0014] 实施例4 对实施例1-3得到的石墨负极材料的主要技术指标进行检测，检测结果如下表所示:
【主权项】
1. 一种经济型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 将100份重量的沥青焦粉与150份重量的焦油沥青粉混合，所述沥青焦粉的D50为 20 μπι ； 2) 加热并充分混炼混均物，混炼温度为300~500°C，混炼时间为4-6小时； 3) 混炼后充分冷却，破碎至D50在5mm以下； 4) 在惰性气体保护下继续加热至500度，并保温30min ; 5) 用磨粉机磨粉，使磨粉后的颗粒D50为5 μ m ; 6) 在惰性气体保护下进行烧结，烧结温度为1300-1500°C，以100°C /h的温升速度加热 至3200 °C，使粉末墨化； 7) 冷却至常温后，用磨粉机磨粉D50为15~20 μπι。2. 根据权利要求1所述的一种经济型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所 述惰性气体为氮气。
【文档编号】H01M4/587GK106033814SQ201510105744
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月11日
【发明人】李增, 李长见, 李艳芳
【申请人】河南田园新能源科技有限公司