一种高容量快充石墨负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高容量快充石墨负极材料的制备方法，采用易石墨化焦/高结晶度石墨与难石墨化焦/硬碳进行二次颗粒化处理，再混合沥青进行复合反应，复合之后进行破碎，然后进行石墨化，石墨化之后再进行改性、碳化处理。按本发明专利技术方法制备的负极材料以二次颗粒为内核、表面由双层包覆，具有高容量、快充性能好等优点，解决了现有技术不能兼顾容量和快充性能的问题。

A High Capacity and Fast Charging Graphite Anode Material and Its Preparation Method

The invention provides a preparation method of high-capacity fast-filling graphite negative electrode material, which uses easy graphitized coke/high crystallinity graphite and difficult graphitized coke/hard carbon for secondary granulation treatment, then mixes asphalt for composite reaction, then crushes, then graphitizes, then modifies and carbonizes after graphitization. The anode material prepared according to the method of the invention has the advantages of secondary particles as the core, double-layer coating on the surface, high capacity and good fast charging performance, and solves the problem that the existing technology can not take into account both capacity and fast charging performance.

【技术实现步骤摘要】
一种高容量快充石墨负极材料及其制备方法
本专利技术涉及碳材料及其制备方法，特别涉及一种锂离子电池负极材料及其制备方法。
技术介绍
石墨负极材料具有能量密度较高、循环性能较好、制备技术成熟、制造成本较低等特点，是锂离子电池主流的商业化负极材料；但随着消费电子和动力电池领域对快速充电提出越来越高的要求，普遍希望在室温和低温条件下提升快充能力，使得石墨负极材料必须经过特殊的设计和处理之后才能满足快充的要求。人们通常采用颗粒设计和表面改性的方法来实现快充性能的进一步提升，常见的思路如下：①碳材料粉碎至一定粒度，通过捏合实现二次颗粒化，最后石墨化得到一种二次颗粒结构的石墨负极材料；这种结构存在的缺陷是很难兼顾容量和快充性能，如果选择易石墨化原料，容量可以保证但快充性能较差；如果选择难石墨化原料，快充性能较好但容量较低；石墨化处理之后，颗粒表面高度有序化，对快充性能也造成很大负面影响。②碳材料粉碎至一定粒度，通过表面改性，最后碳化得到一种一次颗粒结构的石墨负极材料；这种结构存在的缺陷是没有经过石墨化处理，很难提升容量，表面改性虽然能够降低界面阻抗提升快充性能，但是由于一次颗粒结构扩散路径较长，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高容量快充石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：B1、原料预处理：将A、B两种组分进行组合，经过制粉、球化、分级处理、混合，得到平均粒径3‑15μm的碳微粉；其中，所述A组分为易石墨化焦或高结晶度石墨，所述B组分为难石墨化焦或硬碳；B2、混合沥青：将步骤B1所得碳微粉在反应器中与沥青进行混合，得到混合前驱体；B3、复合反应：将步骤B2所得混合前驱体在反应器中进行复合反应，复合过程需要加热并且进行搅拌，使之发生团聚并且二次颗粒化，得到复合前驱体；B4、破碎过程：将步骤B3所得复合前驱体进行破碎，去除极大颗粒，得到平均粒径5‑22μm的二次颗粒前驱体；B5、石墨化过程：将步骤B...

【技术特征摘要】
1.一种高容量快充石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：B1、原料预处理：将A、B两种组分进行组合，经过制粉、球化、分级处理、混合，得到平均粒径3-15μm的碳微粉；其中，所述A组分为易石墨化焦或高结晶度石墨，所述B组分为难石墨化焦或硬碳；B2、混合沥青：将步骤B1所得碳微粉在反应器中与沥青进行混合，得到混合前驱体；B3、复合反应：将步骤B2所得混合前驱体在反应器中进行复合反应，复合过程需要加热并且进行搅拌，使之发生团聚并且二次颗粒化，得到复合前驱体；B4、破碎过程：将步骤B3所得复合前驱体进行破碎，去除极大颗粒，得到平均粒径5-22μm的二次颗粒前驱体；B5、石墨化过程：将步骤B4所得二次颗粒前驱体进行高温石墨化，得到一种二次颗粒为内核、表面包覆人造石墨的石墨化前驱体；B6、改性碳化过程：将步骤B5所得石墨化前驱体进行表面改性，然后碳化处理，得到一种二次颗粒为内核、双层包覆的负极材料。2.根据权利要求1所述的一种高容量快充石墨负极材料的制备方法，其特征在于：步骤B1中，所述A组分为易石墨化焦，所述易石墨化焦为针状焦、体中间相焦、流线型/纤维结构/广域结构占比80%-100%的石油焦或者沥青焦、天然石墨、石墨化度≥94%的人造石墨中的一种或者多种，所述B组分为难石墨化焦，所述难石墨化焦为马赛克结构占比50%-100%的石油焦、沥青焦、中间相焦、硬碳中的一种或者多种，所述A组分加工至平均粒径5-18μm，所述B组分加工至平均粒径1-5μm，A、B两种组分混合之后，按质量百分比计，所述B组分占比5-50%。3.根据权利要求1所述的一种高容量快充石墨负极材料的制备方法，其特征在于：步骤B2中，所述沥青为残炭值10%-70%、软化点40-350℃、β树脂含量5%-50%的石油沥青或煤沥青，所述沥青为混合前驱体质量的1-40%。4.根据权利要求1所述的一种高容量快充石墨负极材料的制备方法，其特征在于：步骤B3中，所述复...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡孔明，佘英奇，贺志远，皮涛，王志勇，邵浩明，余梦泽，
申请(专利权)人：湖南中科星城石墨有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43