耦合剂在锂电池负极材料的造粒制程中的应用、锂电池负极材料的造粒制程制造技术

本发明专利技术提供了耦合剂在锂电池负极材料的造粒制程中的应用、锂电池负极材料的造粒制程，属于电池负极材料技术领域。在本发明专利技术中，耦合剂具有黏合性、不会与碳基材或接合材料发生反应、以及可在后续的碳化步骤或石墨化步骤被移除等特性，本发明专利技术采用耦合剂来黏合碳基材与接合材料，使得在上述锂电池负极材料的造粒制程中无需使用高温熔融来黏合碳基材与接合材料，使得锂电池负极材料的造粒制程无须每批次生产需等候高温熔融的17～20小时加热时间，进而达到节省制程所需时间与提升产能的效果。藉由耦合剂的添加，不仅可避开使用耗能又高污染的高温熔融方式来黏合碳基材与接合材料的各种缺点，更可让碳基材与接合材料达到完美黏合的效果。的效果。的效果。

【技术实现步骤摘要】
耦合剂在锂电池负极材料的造粒制程中的应用、锂电池负极材料的造粒制程
[0001]本申请为2017年11月6日提交中国专利局、申请号为 CN201711077277.4、专利技术名称为“锂电池负极材料的造粒制程”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术关于一种碳基材造粒制程，特别是关于一种用于锂电池负极材料的造粒制程。

技术介绍

[0003]锂离子电池的发展在很大的程度上取决于高性能正、负极材料的开发与应用。以负极材料为例，习知技艺者已经发现，使用经过造粒制程来形成的电池负极，除了可大幅提升电池寿命之外，更可有效地提升电容量。
[0004]习知技艺中常见的负极造粒制程，是先以高温熔融方式来混合焦碳与沥青，然后再依序经过碳化、石墨化等程序来完成。图1是习知技艺中所使用的电池负极材料造粒制程。首先，混合焦碳与沥青，如步骤110所示，然后使用高温熔融沥青，让焦碳与沥青能均匀混合，如步骤120所示。上述的高温熔融步骤120通常需在约600～700℃的环境下完成。经过高温熔融后的沥青与焦碳混合物先进行破碎步骤130，再进行过筛分级的步骤140。所筛选出适当粒径的混合物粒子，再接着依序进行碳化步骤150、与石墨化步骤160，即可得到可用于电池负极的材料。
[0005]在上述方法中，需使用高温融熔来均匀混合焦碳与沥青。沥青高温熔融的过程，不仅需耗用大量能源，通常也需耗时约17～20小时才能完成。因此，上述使用高温熔融的造粒制程往往产能极低，难以大量批次生产。再者，沥青在高温熔融的过程中，当加热至约300℃以上时，会产生大量的空气污染。因此，在讲求生产效率与环境友善(environmental friendly)的绿色工业(greenindustry)发展并重的大方向上，上述方法仍存在许多改善的空间。
[0006]有鉴于此，开发可在有效地进行电池负极材料的造粒制程时，同时兼顾减少耗能、与降低环境污染的锂电池负极材料的造粒制程，是一项相当值得产业重视且可有效提升产业竞争力的课题。

技术实现思路

[0007]鉴于上述的专利技术背景中，为了符合产业上的要求，本专利技术提供耦合剂在锂电池负极材料的造粒制程中黏合碳基材与接合材料的应用、锂电池负极材料的造粒制程。上述锂电池负极材料的造粒制程，不仅制程简易、成本便宜，更具有可大幅降低在造粒制程中的耗能与环境污染，更好的是，上述锂电池负极材料的造粒制程在兼顾环保的同时，依然可产出高效能的碳基材造粒产品，进而可同时兼具环保与有效提升产业竞争力的效果。
[0008]本专利技术的一目的在于提供一种锂电池负极材料的造粒制程，藉由不使用高温熔融
的方式，以减少制程中的耗能，并降低环境污染。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供一种锂电池负极材料的造粒制程，藉由采用耦合剂来黏合碳基材与接合材料，使得在上述锂电池负极材料的造粒制程中无需使用高温熔融来黏合碳基材与接合材料，进而达到节能与降低污染的效果。
[0010]本专利技术的又一目的在于提供一种锂电池负极材料的造粒制程，藉由采用耦合剂来黏合碳基材与接合材料，使得在上述锂电池负极材料的造粒制程中无需使用高温熔融来黏合碳基材与接合材料，使得锂电池负极材料的造粒制程无须每批次生产需等候高温熔融的17～20小时加热时间，进而达到节省制程所需时间与提升产能的效果。
[0011]根据以上所述的目的，本专利技术提供了耦合剂在锂电池负极材料的造粒制程中黏合碳基材与接合材料的应用，所述耦合剂选自下列之一或其组合：麦芽糊精、石蜡。
[0012]优选的，上述耦合剂还包含溶剂，上述溶剂选自下列一者或其组合：水、酒精、异丙醇、醋酸乙酯、石油醚。
[0013]本专利技术提供了一种锂电池负极材料的造粒制程，不使用高温熔融，包含：
[0014]混合碳基材与接合材料；
[0015]添加耦合剂于碳基材与接合材料，以形成前驱体；
[0016]对上述前驱体进行加压；
[0017]对上述加压后的前驱体进行碳化，以形成碳化后的碳基材；以及
[0018]对碳化后的碳基材进行石墨化；
[0019]上述耦合剂选自下列之一或其组合：麦芽糊精、石蜡；
[0020]上述接合材料选自下列之一或其组合：沥青、树脂；
[0021]上述碳基材、接合材料与耦合剂的重量比为50:10:1～30:1:5。
[0022]优选的，上述碳基材选自下列之一或其组合：焦碳、针状焦、石油焦、小颗粒天然石墨、石墨烯、奈米碳管、以及气相成长碳纤维。
[0023]优选的，上述碳基材与接合材料的重量比为3:1～20:1。
[0024]优选的，上述耦合剂包含溶剂，上述溶剂选自下列一者或其组合：水、酒精、异丙醇、醋酸乙酯、石油醚。
[0025]优选的，对上述前驱体进行加压选自下列方式之一或其组合：冷压、 60～200℃热压、模压、挤压与螺旋挤压。
[0026]优选的，所述碳化后，包含一破碎步骤，上述破碎步骤是将上述碳化后的碳基材破碎成复数个小颗粒，上述小颗粒的粒径10～25μm。
[0027]优选的，上述碳化是在600～1500℃的条件下进行。
[0028]优选的，上述石墨化是在2950℃或3000℃的条件下进行。
[0029]本专利技术揭示了一种锂电池负极材料的造粒制程。上述锂电池负极材料的造粒制程包含混合碳基材与接合材料、添加耦合剂、加压、碳化、破碎、过筛、以及石墨化等步骤。其中，上述的耦合剂具有黏合性、不会与碳基材或接合材料发生反应、以及可在后续的碳化步骤或石墨化步骤被移除等特性。在根据本专利技术的一较佳范例中，上述耦合剂可以是一溶液形式，且上述溶液所使用的溶剂可在后续碳化步骤或石墨化步骤中挥发。上述的加压步骤可以是使用冷压、热压、模压、挤压、螺旋挤压或其他习知技艺者所熟知的方式，来对于碳基材、接合材料、与耦合剂混合所形成的前驱体进行加压，以提升碳基材的黏合密度，并同时
移除部分耦合剂的溶剂。根据本专利技术的技术方案，藉由耦合剂的添加，不仅可避开使用耗能又高污染的高温熔融方式来黏合碳基材与接合材料的各种缺点，更可让碳基材与接合材料达到完美黏合的效果。
附图说明
[0030]图1为习知技艺的碳基材造粒制程的示意图；
[0031]图2为本专利技术的锂电池负极材料的造粒制程的示意图；
[0032]图号说明：
[0033]100 习知技艺的碳基材造粒制程
[0034]110 混合步骤
[0035]120 高温熔融步骤
[0036]130 破碎步骤
[0037]140 过筛步骤
[0038]150 碳化步骤
[0039]160 石墨化步骤
[0040]200 锂电池负极材料的造粒制程
[0041]210 混合步骤
[0042]220 添加耦合剂步骤
[0043]230 加压步骤
[0044]240 碳化步骤
[0045]250 破碎步骤
[0046]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.耦合剂在锂电池负极材料的造粒制程中黏合碳基材与接合材料的应用，所述耦合剂选自下列之一或其组合：麦芽糊精、石蜡。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，上述耦合剂还包含溶剂，上述溶剂选自下列一者或其组合：水、酒精、异丙醇、醋酸乙酯、石油醚。3.一种锂电池负极材料的造粒制程，其特征在于，不使用高温熔融，包含：混合碳基材与接合材料；添加耦合剂于碳基材与接合材料，以形成前驱体；对上述前驱体进行加压；对上述加压后的前驱体进行碳化，以形成碳化后的碳基材；以及对碳化后的碳基材进行石墨化；上述耦合剂选自下列之一或其组合：麦芽糊精、石蜡；上述接合材料选自下列之一或其组合：沥青、树脂；上述碳基材、接合材料与耦合剂的重量比为50:10:1～30:1:5。4.根据权利要求3所述的锂电池负极材料的造粒制程，其特征在于，上述碳基材选自下列之一或其组合：焦碳、针状焦、石油焦、小颗粒天然石墨、石墨烯、奈米碳管、以及气相成长碳纤维。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡旭添，周宪聪，吴玉祥，陈伯坤，
申请(专利权)人：上高县荣炭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：