一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池用负极材料技术领域，具体涉及一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法。本发明专利技术采用一台压碎机来代替机械力破碎机，对颗粒原有的形貌破坏小，避免石墨过粉碎而产生大量细粉，产品收率在95％以上，而且避免了粉碎过程中引入大量的杂质。解决了现有的粉碎处理大多采用机械力破碎机，目前最常用的是机械力破碎机如鄂式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机等，在这个过程中耗能大，会造成过粉碎，产生细粉，降低收率，增加成本，另外，还会引入大量的杂质，从而影响了负极材料的性能的问题。负极材料的性能的问题。负极材料的性能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池用负极材料
，具体涉及一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，成为上世纪九十年代以来继镍氢电池之后的新一代二次电池。在锂离子电池的开发过程中，电池品质不断提高，生产成本不断下降。在对锂离子电池技术进步的贡献中负极材料起了很大作用。
[0003]目前商品化锂离子电池的负极材料仍然是石墨类材料占主导地位。该石墨类材料的制备过程中需要将天然石墨或者人造石墨前驱体(石油焦、针状焦、沥青焦等)粉碎成不同粒径的粉末状颗粒，然后再进行各种处理，制备出合格的石墨类负极材料。为了提高石墨类负极材料的性能，在其后续的加工过程中还要进行石墨化处理。例如将天然石墨进行石墨化处理，去除其内部的杂质元素，将其纯度提高到99％以上，将石油焦、针状焦、沥青焦进行石墨化处理，可以提高其容量和循环性能。然而在石墨化过程中需要将天然石墨微粉或者将石油焦、针状焦、沥青焦装入坩埚内，再将坩埚放入石墨化炉中进行石墨化处理。但是天然石墨微粉或者石油焦、针状焦、沥青焦在坩埚中的松装密度低，这将降低石墨化炉的装料量，从而增加负极材料的石墨化成本。
[0004]为了降低石墨化成本，现有的技术中常常是将待石墨化处理的粉末状颗粒与沥青混合，然后压制成块体，在石墨化过程中，可以将块体直接放入石墨化炉中，提高装料量的且不需要使用坩埚，这大幅度降低产品的成本。但石墨化后的块体还要经过破碎制备成粉末状颗粒，而现有的粉碎大多采用机械力破碎机，如鄂式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机等。机械力破碎机会造成过粉碎，产生大量细粉(D
50
＜3μm)，后续工序需要分级机去处理这些细粉，综合来看反而会降低收率，增加成本；另外，大块石墨破碎需要更大的机械力破碎机，耗能大，而且还会引入大量的杂质铁，从而影响了负极材料的性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有的利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料制备工艺复杂且过粉碎，造成成品收率低、生产成本高以及杂质含量高的缺陷，提出了一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法，所述方法是采用压碎机代替机械力破碎机，所述压碎机的能耗降低且制备得到的产品的生产率高(高于95％)，杂质含量低(微量金属元素Fe含量小于70ppm)。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案实现：
[0007]一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)将块状石墨送入压碎机进行压碎处理，得石墨颗粒1；
[0009](2)将步骤(1)处理后的石墨颗粒1送入破碎机进行破碎处理，得石墨颗粒2；
[0010](3)将步骤(2)处理后的石墨颗粒2送入打散机进行打散处理，得石墨颗粒3；
[0011](4)将步骤(3)处理后的石墨颗粒3送入旋风集料器进行处理，收集成品料。
[0012]根据本专利技术，步骤(1)中，所述的压碎机用于实现块状石墨的初级破碎，即将块状石墨直接压碎成小颗粒。所述压碎机可以采用现有技术中已知的压碎机，也可以采用本专利技术所述的压碎机。所述压碎机的数量没有特别的定义，根据待处理的块状石墨的处理量，可以并联设置一个或多个。
[0013]根据本专利技术，步骤(1)中，所述的块状石墨选自天然块状石墨、人造块状石墨、复合块状石墨(天然石墨和人造石墨形成的复合块状石墨)或废电极。
[0014]根据本专利技术，步骤(1)中，所述的块状石墨优选为经过石墨化处理后得到的块状石墨，还优选为将待石墨化处理的粉末状颗粒与沥青混合，然后压制成块体，再进行石墨化处理后得到的块状石墨。
[0015]根据本专利技术，步骤(1)中，所述的块状石墨形状没有特定限制，可以为圆柱体、正方体、长方体等，还可以是异型结构。
[0016]根据本专利技术，步骤(1)中，所述的块状石墨尺寸没有特定限制，其长宽高可以为毫米级尺寸，例如为600
×
800mm、300
×
500mm、100
×
400mm等
[0017]根据本专利技术，步骤(1)中，所述的石墨颗粒1的平均粒径为4
‑
6mm。
[0018]根据本专利技术，步骤(1)中，所述的压碎机为液压压碎机和风炮机中的至少一种，优选为液压压碎机。
[0019]根据本专利技术，步骤(1)中，所述的压碎机上装有与块状石墨形状相同的模具，将块状石墨推入模具中直接压碎成小颗粒，在重力作用下，小颗粒进入过渡仓。
[0020]根据本专利技术，步骤(2)中，所述的石墨颗粒1是用螺旋输送机送入破碎机，螺旋输送机与过渡仓相连。
[0021]根据本专利技术，步骤(2)中，所述的破碎机为鄂式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机和圆锥式破碎机中的至少一种。所述的破碎机的数量没有特别的定义，根据待处理的石墨颗粒1的处理量，可以并联设置一个或多个。
[0022]根据本专利技术，步骤(2)中，所述的破碎是将步骤(1)中的石墨颗粒1破碎成平均粒径为1
‑
3mm的石墨颗粒2。
[0023]根据本专利技术，步骤(2)中，所述的石墨颗粒2的平均粒径为1
‑
3mm。
[0024]根据本专利技术，步骤(2)中，所述的破碎机的进料口与螺旋输送机相连，所述的破碎机的出料口与管道相连。
[0025]根据本专利技术，步骤(3)中，所述的打散采用的设备没有特定限定，可以选用本领域常用的打散设备，例如选自涡轮式打散机或气流式打散机。
[0026]根据本专利技术，步骤(3)中，所述的打散是将步骤(2)中的石墨颗粒2打散成平均粒径为5
‑
25μm的石墨颗粒3。
[0027]根据本专利技术，步骤(3)中，所述的石墨颗粒3的平均粒径为5
‑
25μm。
[0028]根据本专利技术，步骤(4)中，所述的旋风集料器的进料口通过管道与打散机相连接。
[0029]根据本专利技术，步骤(4)具体包括如下步骤：将步骤(3)处理后的石墨颗粒3送入旋风集料器进行处理，成品料从旋风集料器的出料口排出，进入成品料仓，粉尘从旋风集料器的
除尘口排出，进入脉冲袋式除尘器。
[0030]根据本专利技术，所述的脉冲袋式除尘器与引风机连接。
[0031]根据本专利技术，所述的脉冲袋式除尘器是收集粉尘，经过过滤后清洁空气通过引风机排出。引风机为整个系统提供合适的负压，确保物料的正常流动，同时也使得整个系统没有粉尘外溢。
[0032]根据本专利技术，本专利技术的旋风集料器、脉冲袋式除尘器和引风机采用现有技术的旋风集料器、脉冲袋式除尘器和引风机。
[0033]本专利技术的有益效果：
[0034]1)采用一台压碎机来代替机械力破碎机，对颗粒原有的形貌破坏小，避免石墨过粉碎而产生大量细粉，产品收率在95％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用块状石墨生产锂离子电池用负极材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将块状石墨送入压碎机进行压碎处理，得石墨颗粒1；(2)将步骤(1)处理后的石墨颗粒1送入破碎机进行破碎处理，得石墨颗粒2；(3)将步骤(2)处理后的石墨颗粒2送入打散机进行打散处理，得石墨颗粒3；(4)将步骤(3)处理后的石墨颗粒3送入旋风集料器进行处理，收集成品料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述的块状石墨选自天然块状石墨、人造块状石墨、复合块状石墨或废电极。优选地，步骤(1)中，所述的块状石墨优选为经过石墨化处理后得到的块状石墨，还优选为将待石墨化处理的粉末状颗粒与沥青混合，然后压制成块体，再进行石墨化处理后得到的块状石墨。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述的石墨颗粒1的平均粒径为4
‑
6mm。优选地，步骤(1)中，所述的压碎机为液压压碎机和风炮机中的至少一种，优选为液压压碎机。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述的石墨颗粒1是用螺旋输送机送入破碎机，螺旋输送机与过渡仓相连。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述的破碎机为鄂式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机和圆锥式破碎机中的至少一种。6.根据权利要求1
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宪，叶雨佐，肖玮，江涌潮，吴有铭，
申请(专利权)人：湛江市聚鑫新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：