利用石墨电极接头粉制备的人造石墨负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法，其包括如下步骤：S1：收集石墨电极接头粉，对石墨电极接头粉进行破碎分级处理得石墨颗粒；S2：将石墨颗粒进行球化处理，得球化石墨颗粒；S3：将球化石墨颗粒进行去磁处理，得去磁球形石墨颗粒；S4：将去磁球形石墨颗粒与包裹造粒剂混合造粒，得包裹造粒颗粒；S5：将包裹造粒颗粒进行热解碳化处理，进而分级除磁、得包裹造粒粉体；S6：将包裹造粒粉体进行整形、分级处理，制得高性能的人造石墨负极材料。本发明专利技术克服了石墨电极接头粉比表面积高、磁性物质含量超标的问题，拓宽了石墨电极接头粉的应用领域，实现资源再生转化利用，易于产业化大规模生产。

Preparation of artificial graphite anode material by graphite electrode joint powder and its preparation method

The invention discloses a method for preparing artificial graphite cathode material by using graphite electrode joint powder, which comprises the following steps: S1: collecting the graphite electrode joint powder, crushing and classifying the graphite electrode joint powder to obtain graphite particles; S2: spheroidizing the graphite particles to obtain spheroidized graphite particles; S3: demagnetizing the spheroidized graphite particles to obtain demagnetized spheroidal stone Ink particles; S4: the inclusion granulation particles are obtained by mixing the demagnetized spherical graphite particles with the inclusion granulation agent; S5: the inclusion granulation particles are pyrolyzed and carbonized, and then the inclusion granulation powder is obtained by demagnetization; S6: the inclusion granulation powder is shaped and graded to produce a high-performance artificial graphite anode material. The invention overcomes the problems of high specific surface area and over standard magnetic material content of graphite electrode joint powder, widens the application field of graphite electrode joint powder, realizes resource regeneration, transformation and utilization, and is easy to industrialized large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
利用石墨电极接头粉制备的人造石墨负极材料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，尤其是一种利用石墨电极接头粉制备的人造石墨负极材料、以及对该人造石墨负极材料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池是一种被广泛应用于轨道交通、电子通讯、可穿戴设备等行业的新品种电池。目前，石墨是锂离子电池负极的首选之一，主要包括天然石墨和人造石墨两种，天然石墨材料主要是采用天然鳞片石墨，通过对其破碎、球化、分级、纯化、表面处理等流程处理得到。而人造石墨则是以煤系针状焦及石油焦作为骨料、煤沥青为粘结剂，经配料、混捏、成型、炭化和高温石墨化等工序制备得到。而在炭素行业，石墨电极的制备过程类似与人造石墨的生产工艺。在石墨电极的机械成型过程中会产生大量的电极接头粉，电极接头粉已经完成了石墨化，石墨化度极高，但由于这些石墨电极接头粉的表面会黏附较多的电阻料、碳化硅、铁锈等杂质，其灰分杂质含量高、磁性物质含量超标。因此无法将这些电极接头粉直接应用于制备锂离子电池的石墨负极材料。造成了大量的电极接头粉原材料被浪费，不符合当今绿色环保的生产理念。因此，如何开发出一种新型的石墨负极材料制备方法，克服现有技术中存在的问题、充分利用石墨电极在机械成型过程中产生的石墨接头粉，实现石墨负极材料的制备，以达到节能环保、资源再生转化利用的技术效果，是本领域技术人员需要研究的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法，利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料，达到节能环保、资源再生转化利用的技术效果。其采用的技术方案如下：一种利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法，其包括如下步骤：S1：收集石墨电极接头粉，以气流粉碎机对石墨电极接头粉进行破碎分级处理、得到石墨颗粒；S2：将S1所得石墨颗粒以球化机进行球化处理，得到球形石墨颗粒；S3：将S2所得球形石墨颗粒以电磁除铁器进行去磁处理、得到去磁球形石墨颗粒；S4：将S3所得去磁球形石墨颗粒与包裹造粒剂均匀混合、在包覆造粒机中混合造粒得到包裹造粒颗粒；S5：将S4所得包裹造粒颗粒以热处理炉在惰性气体的氛围下进行热解碳化处理和分级除磁、得到包裹造粒粉体；S6：将S5所得包裹造粒粉体在石墨整形机中进行整形、分级处理，制得石墨负极材料。通过采用这种技术方案：基于步骤S1和S2，将收集到的石墨电极接头粉破碎成微小且表面圆整度高的石墨颗粒，以利于后继步骤中的混合包裹造粒。基于步骤S3对球形石墨颗粒进行除磁，降低其铁含量。基于步骤S4、S5，将除磁后的球形石墨颗粒与造粒剂混合造粒并热解碳化处理，使颗粒表面包覆层形成稳定的碳层，减小其比表面积，同时使颗粒的粒径均匀化，最后经进一步除磁使铁含量降低到30ppm以下、整形和分级处理，制得石墨负极材料优选的是，上述利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法中：步骤S1所述石墨颗粒的粒度为D10为0-8μm、D50为10-15μm、D90为20-50μm。更优选的是，上述利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法中：步骤S4所述包裹造粒剂采用沥青、酚醛树脂、环氧树脂中的任一种。进一步优选的是，上述利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法中：步骤S5所述热处理炉采用箱式炉、管式炉、推板窑、辊道窑、回转炉中的任一种。进一步优选的是，上述人造石墨负极材料的制备方法中：步骤S5所述惰性气体采用氮气或氩气中的任一种。更进一步优选的是，上述利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法中：步骤S5所述热解碳化处理的温度环境为700～1200℃，保温时间为1-5小时。本专利技术还公开了一种利用石墨电极接头粉制备的人造石墨负极材料，其采用上述人造石墨负极材料的制备方法制备而成。优选的是，上述利用石墨电极接头粉制备的人造石墨负极材料中：所述人造石墨负极的粒度分布为D10为0-16μm、D50为20-28μm、D90为30-60μm，比表面积为1.5-2.5m2/g，振实密度为0.7-1.1g/cm3，固定碳含量为99.0％-99.9％，石墨化度为91-96％。更优选的是，上述利用石墨电极接头粉制备的人造石墨负极材料中：所述包裹造粒剂成分占人造石墨负极材料质量的2-10％。与现有技术相比，本专利技术能够利用石墨电极接头粉实现对人造石墨材料的制备，达到节能环保、资源再生转化利用的技术效果。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；图2为采用实施例1所得石墨负极材料的锂离子电池的充放电曲线图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将结合各个实施例作进一步描述。应当理解，本专利技术的实施并不局限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本专利技术保护范围。以下实施例中，若非特指，所有的百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1：一种利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法，其包括以下实施步骤：S1：收集石墨电极接头粉，以气流粉碎机对石墨电极接头粉进行破碎分级处理、得到粒度分布D10为7.5μm、D50为14.0μm、D90为32.0μm的石墨颗粒；S2：将S1所得石墨颗粒以球化机进行球化处理，得到球形石墨颗粒；S3：将S2所得球形石墨颗粒以电磁除铁器进行去磁处理、得到去磁球形石墨颗粒、使颗粒中的铁含量降低至30ppm以下；S4：以沥青作为包裹造粒剂，在S3所得去磁球形石墨颗粒中倒入沥青形成混合物，其中沥青的质量占混合物总质量的10％、将混合物在包覆造粒机中进行混合造粒，得到包裹造粒颗粒；S5：将S4所得包裹造粒颗粒以回转炉中在氮气氛围保护下在1200℃热解碳化处理并分级除磁，处理时间为1h、得到包裹造粒粉体；S6：将S5所得包裹造粒粉体进行整形、分级处理，制得石墨负极材料，该石墨负极材料的粒度分布D10为10.0μm、D50为19.0μm、D90为34.0μm，比表面积为2.5m2/g，振实密度为0.90g/cm3，固定碳含量为99.4％，石墨化度为94％。实施例2：一种利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法，其包括以下实施步骤：S1：收集石墨电极接头粉，以气流粉碎机对石墨电极接头粉进行破碎分级处理、得到粒度分布D10为7.5μm、D50为15.0μm、D90为32.0μm的石墨颗粒；S2：将S1所得石墨颗粒以球化机进行球化处理，得到球形石墨颗粒；S3：将S2所得球形石墨颗粒以电磁除铁器进行去磁处理、得到去磁球形石墨颗粒，使其铁含量降低至30ppm以下；S4：以环氧树脂作为包裹造粒剂、对S3所得去磁球形石墨颗粒中加入环氧树脂形成混合物、所述中环氧树脂的质量占混合物总质量的3％；混合物在包覆造粒机中包覆造粒、得到包裹造粒颗粒；S5：将S4所得包裹造粒颗粒以箱式炉在氩气气体氛围下，在1000本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：收集石墨电极接头粉，以气流粉碎机对石墨电极接头粉进行破碎分级处理、得到石墨颗粒；/nS2：将S1所得石墨颗粒以球化机进行球化处理，得到球化石墨颗粒；/nS3：将S2所得球化石墨颗粒以电磁除铁器进行去磁处理、得到去磁球化石墨颗粒；/nS4：将S3所得去磁球化石墨颗粒与包裹造粒剂均匀混合、在包覆造粒机中混合造粒得到包裹造粒颗粒；/nS5：将S4所得包裹造粒颗粒以热处理炉在惰性气体的氛围下进行热解碳化处理和分级除磁、得到包裹造粒粉体；/nS6：将S5所得包裹造粒粉体在石墨整形机中进行整形、分级处理，制得人造石墨负极材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：收集石墨电极接头粉，以气流粉碎机对石墨电极接头粉进行破碎分级处理、得到石墨颗粒；
S2：将S1所得石墨颗粒以球化机进行球化处理，得到球化石墨颗粒；
S3：将S2所得球化石墨颗粒以电磁除铁器进行去磁处理、得到去磁球化石墨颗粒；
S4：将S3所得去磁球化石墨颗粒与包裹造粒剂均匀混合、在包覆造粒机中混合造粒得到包裹造粒颗粒；
S5：将S4所得包裹造粒颗粒以热处理炉在惰性气体的氛围下进行热解碳化处理和分级除磁、得到包裹造粒粉体；
S6：将S5所得包裹造粒粉体在石墨整形机中进行整形、分级处理，制得人造石墨负极材料。


2.如权利要求1所述利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法，其特征在于：步骤S1所述石墨颗粒的粒度为D10为0-8μm、D50为10-15μm、D90为20-50μm。


3.如权利要求1所述利用石墨电极接头粉制备人造石墨负极材料的方法，其特征在于：步骤S4所述包裹造粒剂采用沥青、酚醛树脂、环氧树脂中的任一种。


4.如权利要求1所述利用石墨电极接头粉制备人造...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，刘萍，徐怀良，高瑞星，常凯铭，王磊，
申请(专利权)人：上海昱瓴新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31