本发明专利技术公开了一种锂离子电池用块状石墨负极材料、制备方法及锂离子电池，该负极材料包括块状石墨基体，所述块状石墨基体表面包覆有石墨包覆层。本发明专利技术的锂离子电池用块状石墨负极材料，块状石墨基体表面存在大量微孔，经包覆后石墨包覆层与块状石墨基体的结合性好，使块状石墨负极材料具有分子间结合力强、振实密度高、可逆比容量高、倍率性能好的优点，采用该块状石墨负极材料制备的负极片反弹、膨胀小，制备的锂离子电池具有良好的电化学性能；该块状石墨负极材料拓展了块状石墨的用途，提升了天然石墨产品附加值，扩大了锂离子电池负极材料来源的发展空间；该负极材料可用作铝壳、软包及圆柱等锂离子电池的负极材料，具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
-种锂离子电池用块状石墨负极材料、制备方法及锂离子 电池
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池用块状石墨负极材 料，同时还涉及一种锂离子电池用块状石墨负极材料的制备方法及使用该块状石墨负极材 料的锂离子电池。
技术介绍
与传统的铅酸、镍镉二次电池相比，锂离子电池具有工作电压高、比能量高、工作 温度范围宽、放电平稳、循环寿命长、无记忆效应等优点，因此其作为一种新型储能电源广 泛应用于通信设备、电动工具、航空航天等领域。目前，随着技术的不断进步，人们对锂离子 电池提出了更高的要求，具有高能量密度、高倍率性能、长循环寿命、高安全系数等性能的 锂离子电池逐渐成为人们的研究热点。 作为锂离子电池关键材料之一，负极材料一直备受人们的关注。锂离子电池负极 材料需满足以下特点：1)氧化还原电位接近锂电位；2)锂离子插入和脱出应可逆；3)锂离 子在主体材料中扩散系数大；4)充放电过程中主体结构稳定；5)电子和离子电导率高；6) 价格便宜，无污染。在现有材料中，石墨因其成本低廉、加工性能好、导电性好、性能稳定等 特点而成为锂离子电池负极材料的主流。 天然石墨在我国储量十分丰富，价格低廉，且结晶度高，是目前生产上广泛使用的 负极材料之一。根据结晶形态不同，天然石墨可分为致密结晶状石墨、鳞片石墨、隐晶质石 墨三类，其中致密结晶状石墨又称作块状石墨，该石墨是由气成作用而形成的。块状石墨品 位很高，碳含量为60 %?65 %，甚至高达80 %?98 %，结晶肉眼可见，晶体排列杂乱无章， 呈致密块状构造。目前，科研工作者主要对鳞片石墨作锂离子电池负极材料进行了大量研 究，而块状石墨则鲜有研究。因此，为拓展块状石墨的用途，扩大锂离子电池负极材料来源 的发展空间，开发一种块状石墨负极材料成为锂离子电池的重要研究方向之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂离子电池用块状石墨负极材料。 本专利技术的第二个目的是提供一种锂离子电池用块状石墨负极材料的制备方法。 本专利技术的第三个目的是提供一种使用上述块状石墨负极材料的锂离子电池。 为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种锂离子电池用块状石墨负 极材料，包括块状石墨基体，所述块状石墨基体表面包覆有石墨包覆层。 该块状石墨负极材料的D50 (中位粒径）为12?20 μ m，振实密度为0· 8?I. 3g/ cm3,比表面积为I. 1?2. 4m2/g。 一种上述的锂离子电池用块状石墨负极材料的制备方法，包括下列步骤： 1)取块状石墨基体与包覆剂混合均匀后，在保护气氛下升温至1000?1400°c并 保温2?5h进行炭化处理，后降至室温，得炭化料； 2)将步骤1)所得炭化料在2500?3000°C条件下保温5?7h进行石墨化处理， 降至室温后再经筛分、除磁处理，即得。 步骤1)中所述块状石墨基体与包覆剂的质量比为1:0. 03?0. 06。 所述包覆剂为浙青、呋喃树脂或乙烯-丙烯酸乙酯树脂（EAA树脂）。 所述包覆剂的D50彡3 μ m。 步骤1)中，所述块状石墨基体的纯度为99. 95 %?99. 99 %，D50为8. 5? 17. 5 μ m，振实密度为0· 8?I. Og/cm3,比表面积为5. 5?9. 5m2/g。 所述块状石墨基体是由以下方法制备的： 取块状石墨颗粒，粉碎，采用碱酸法进行化学提纯后，经清洗、干燥后，高温提纯， 降至室温后再二次粉粹即得块状石墨基体。 所述块状石墨基体可由D50不同的块状石墨颗粒混合而成。 所述块状石墨颗粒的80 %?95%，D50为25?100 μ m。 所述粉碎是指粉碎并分级选出D50为20?30 μ m的颗粒。 所述碱酸法是将块状石墨、NaOH固体与去离子水按1:0. 2?0. 4:0. 6?0. 8的质 量比在500?600°C下碱融1?2h，水洗及干燥后再用浓度为13%?17%的盐酸在70? 90°C条件下恒温酸浸2?3h，最后水洗并干燥。 所述清洗是用去离子水清洗1?4次。 所述干燥是在50?120°C条件下干燥3?IOh。 所述高温提纯是在2000?3000°C条件下保温0· 5?L 5h。 所述二次粉粹是指粉碎并分级选出D50为8. 5?17. 5 μ m的颗粒。 步骤2)中，所述筛分是用200?250目筛网筛分。 -种锂离子电池，采用上述的块状石墨负极材料作为负极材料。 本专利技术的裡尚子电池用块状石墨负极材料，是块状石墨基体表面包覆有石墨包覆 层，块状石墨基体表面存在大量微孔，这些微孔大大增大了包覆剂与基体的接触面积，增加 了结合层的紧密度，使得最终产物块状石墨的结构更为致密；经包覆后石墨包覆层与块状 石墨基体的结合性好，使块状石墨负极材料具有分子间结合力强、振实密度高、可逆比容量 高、倍率性能好的优点，采用该块状石墨负极材料制备的负极片反弹、膨胀小，制备的锂离 子电池具有良好的电化学性能，满足了人们对于锂离子电池高能量密度、高倍率性能、长循 环寿命、高安全系数的要求；该块状石墨负极材料拓展了块状石墨的用途，提升了天然石墨 产品附加值，扩大了锂离子电池负极材料来源的发展空间；该负极材料可用作铝壳、软包及 圆柱等锂离子电池的负极材料，具有广阔的应用前景。 本专利技术的锂离子电池用块状石墨负极材料的制备方法，是将块状石墨基体与包覆 剂混合均匀后，经炭化、石墨化处理后再粉碎、筛分、除磁，所得块状石墨负极材料具有良好 的电化学性能，能提高锂离子电池的可逆比容量、充放电效率、循环性能稳定及倍率性能； 该制备方法工艺简单，操作方便，原料来源广泛，成本低，适合大规模工业化生产。 进一步的，块状石墨基体是将块状石墨原材料经粉粹、化学提纯、水洗、干燥、筛 分，再经高温二次提纯后，得到的纯度为99. 95 %?99. 99 %的块状石墨颗粒，高温提纯一 方面使得石墨纯度得到提商，另一方面使得石墨进一步石墨化，从而提商了块状石墨的石 墨化度，从而提商了块状石墨基体的质量。 【附图说明】 图1为实施例1所得块状石墨负极材料制成的负极片的反弹、膨胀曲线图。 图2为采用实施例1所得块状石墨负极材料组装的锂离子电池全电池的首次放电 曲线图； 图3为采用实施例1所得块状石墨负极材料组装的锂离子电池全电池的循环曲线 图。 【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术作进一步的说明。 【具体实施方式】 中所用试剂和原料均为市售商品。 实施例1 本实施例的锂离子电池用块状石墨负极材料，包括块状石墨基体，所述块状石墨 基体表面包覆有石墨包覆层。该块状石墨负极材料的D50为17. 36 μ m，振实密度为I. 152g/ cm3,比表面积为I. 526m2/g。 本实施例的锂离子电池用块状石墨负极材料的制备方法，包括下列步骤： 1)选取纯度为90%、D50为50 μ m的块状石墨，用粉碎机粉碎分级选出粒度分布 D50为20 μ m的块状石墨颗粒，将块状石墨、NaOH固体与去离子水按1:0. 3:0. 7的质量比 在550°C下碱融I. 5h，水洗及干本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池用块状石墨负极材料，其特征在于：包括块状石墨基体，所述块状石墨基体表面包覆有石墨包覆层。
【技术特征摘要】
1. 一种锂离子电池用块状石墨负极材料，其特征在于：包括块状石墨基体，所述块状 石墨基体表面包覆有石墨包覆层。2. 根据权利要求1所述的锂离子电池用块状石墨负极材料，其特征在于：该块状石墨 负极材料的D50为12?20 y m，振实密度为0. 8?1. 3g/cm3,比表面积为1. 1?2. 4m2/g。3. -种如权利要求1所述的锂离子电池用块状石墨负极材料的制备方法，其特征在 于：包括下列步骤： 1) 取块状石墨基体与包覆剂混合均匀后，在保护气氛下升温至1000?1400°C并保温 2?5h进行炭化处理，后降至室温，得炭化料； 2) 将步骤1)所得炭化料在2500?3000°C条件下保温5?7h进行石墨化处理，降至 室温后再经筛分、除磁处理，即得。4. 根据权利要求3所述的锂离子电池用块状石墨负极材料的制备方法，其特征在于： 步骤1)中所述块状石墨基体与包覆剂的质量比为1:0. 03?0. 06。5. 根据权利要求3或4所述的锂离子电池用块状石墨负极材料的制备方法，其特征在 于：所述包覆剂为浙青、呋喃树脂或乙烯-丙烯酸乙酯树脂。6. 根据权利要求3或4所述的锂离子电池用块状石墨负极...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐军红，陈玉，
申请(专利权)人：洛阳月星新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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