负极材料前驱体制备系统和方法、负极和制备方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种负极材料前驱体制备系统和方法、负极和制备方法；其中，一种负极材料前驱体制备系统，所述制备系统包括烘干窑、粗破筛选装置、进料仓、粉碎机、一级旋分机、整形机、二级旋分机、缓冲仓、成品仓、除尘仓和用于传送物料的输送带装置；一种负极材料前驱体制备方法，包括以下步骤：S1：烘干；S2：粗筛选；S3：粉碎，将粗筛选后的针状焦进行粉碎；S4：一次旋分分离；S5：整形；S6：二级旋分分离。本发明专利技术实施例提供的技术方案中，一种负极材料前驱体制备系统和方法、负极和制备方法，利用本生产工艺生产负极材料前驱体时能够准确控制前驱体产品的粒度分布和粒径大小，同时所生产的前驱体形貌无尖刺状、羽毛状等不规则形貌。前驱体形貌无尖刺状、羽毛状等不规则形貌。前驱体形貌无尖刺状、羽毛状等不规则形貌。

【技术实现步骤摘要】
负极材料前驱体制备系统和方法、负极和制备方法


[0001]本专利技术涉及电池用负极材料制造
，尤其涉及一种负极材料前驱体制备系统和方法、负极和制备方法。

技术介绍

[0002]在锂电池使用的过程中，当对锂电池进行充电时，电池的正极表面有锂离子生成，生成的锂离子穿过电解液到达负极。作为锂电池负极的碳材料具有层状结构，并且有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入碳层的锂离子越多，表明充电容量越高。同理，当锂电池进行放电时，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又穿过电解液运动回到正极。回到正极的锂离子越多，表明放电容量越高。
[0003]如果负极所用碳材料粒度分布范围较宽时，在锂电池负极体系中的小颗粒能够较好的填充在大颗粒的空隙中，这有助于增加极片的压实密度，提高电池的体积能量密度。同时，碳材料的粒度分布会直接影响电池的制浆工艺。在相同的体积填充份数情况下，材料的粒径越大，粒度分布越宽，浆料的黏度就越小，这有利于提高固含量，减小涂布难度；如果负极所用碳材料颗粒粒径越小，锂电池充电过程中锂离子嵌入碳材料时所需要克服的范德华力也就越小，嵌入越容易进行，与此同时颗粒越小，锂离子嵌入和脱出的通道数量相对越多，越有利于快速达到完全嵌锂状态，在高速率的扫描条件下，电压滞后程度就越小，即大电流充放电性能越好。但是，颗粒越小也会导致负极材料与电解液接触的面积越大，首次充放电过程中形成的SEI膜所消耗的电荷就越多，不可逆容量损失也就越大；如果负极所用碳材料形貌为等积球形，无片状、羽毛状等不规则形貌会使负极材料颗粒振实密度增加则单位体积的活性物质质量大，体积容量就高；再者，负极体系中颗粒之间大多为点接触，故小颗粒碳负极电阻比大颗粒碳负极的大，但后者由于半径大，其在充放电过程中膨胀收缩变化较显，据此如将大小颗粒按一定配比制成负极即可达到扩大颗粒之间接触面积，降低电极阻抗，增加电极容量，减小活性金属锂析出可能性的目的。
[0004]综上可知，锂电池负极用碳材料的粒度大小、粒度分布、颗粒形貌都会对锂电池的性能产生一定的影响，而这些因素很大程度上取决于制备负极材料所用的前驱体的粒度大小、粒度分布、颗粒形貌。所以在制备锂电池用负极材料前驱体的过程中前驱体产品的粒度大小、粒度分布、颗粒的形貌是关键控制因素。
[0005]为了解决以上问题，亟需专利技术一种负极材料前驱体制备系统和方法、负极和制备方法。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种负极材料前驱体制备系统和方法、负极和制备方法，可以有效的控制负极材料前驱体粒度大小、粒度分布、颗粒形貌。
[0007]本专利技术实施例的第一方面提供一种负极材料前驱体制备系统，包括：
[0008]所述制备系统包括烘干窑、粗破筛选装置、进料仓、粉碎机、一级旋分机、整形机、
二级旋分机、缓冲仓、成品仓、除尘仓和用于传送物料的输送带装置。
[0009]根据本专利技术所述的一种负极材料前驱体制备系统，所述制备系统还包括尘灰收集仓、鼓风机和引风机。
[0010]本专利技术实施例第二方面提供了一种负极材料前驱体制备方法，采用本专利技术所述的负极材料前驱体制备系统进行制备所述负极材料前驱体。
[0011]根据本专利技术所述的一种负极材料前驱体制备方法，
[0012]所述制备方法包括以下步骤：
[0013]S1：烘干，将块状针状焦进行烘干处理；
[0014]S2：粗筛选，将经S1处理后的针状焦进行粗筛选；
[0015]S3：粉碎，将粗筛选后的针状焦进行粉碎；
[0016]S4：一次旋分分离：将粉碎后的针状焦进行旋分分离得粒度合格的粉碎品；
[0017]S5：整形：将粒度合格的粉碎品输送到整形机内对针状焦外貌进行修整整形；
[0018]S6：二级旋分分离：将粒度合格的粉碎品整形后输送到二级旋分机中进行旋分分离，旋分分离后得到待检前驱体；对待检前驱体进行检测，检测合格的为前驱体合格品，检测不合格的为前驱体不良品。
[0019]根据本专利技术所述的一种负极材料前驱体制备方法，还包括以下步骤：
[0020]S7：前驱体不良品重新整形：将S6中的前驱体不良品重新输送到整形机内进行修整整形；
[0021]S8：除尘：步骤S6中除了分离出待检前驱体外，还分离出废品，分离出的废品被收集到除尘仓中。
[0022]根据本专利技术所述的一种负极材料前驱体制备方法，S1中块状针状焦烘干后的含水量不大于5％；优选的，烘干后的块状针状焦的含水量为0
‑
4％，再优选的，烘干后的块状针状焦的含水量为0
‑
2％。
[0023]根据本专利技术所述的一种负极材料前驱体制备方法，S2中，经粗筛选后的针状焦的粒径不大于6mm，优选的，经粗筛选后的针状焦的粒径小于5mm。
[0024]根据本专利技术所述的一种负极材料前驱体制备方法，所述前驱体不良品为粒径大于前驱体合格品的针状焦，所述前驱体合格品为粒径为13微米
‑
16微米的D50针状焦，所述废品为粒径小于前驱体合格品的针状焦以及制备过程中产生的灰尘等杂质(废品为粒径小于前驱体合格品的针状焦是指粒径比D50的粒径至少小3微米)；
[0025]优选的，所述前驱体合格品为粒径为14微米
‑
16微米的D50针状焦。
[0026]本专利技术实施例第三方面提供了一种负极，所述负极由本专利技术制备的前驱体合格品进行制备。
[0027]本专利技术实施例第四方面提供了一种负极的制备方法，所述负极的制备方法包括本专利技术所述的负极材料前驱体制备方法。
[0028]本专利技术实施例提供的技术方案中，一种负极材料前驱体制备系统和方法、负极和制备方法，本专利技术实施例利用本生产工艺生产负极材料前驱体时能够准确控制前驱体产品的粒度分布和粒径大小，同时所生产的前驱体形貌无尖刺状、羽毛状等不规则形貌。
[0029]1、本专利技术提供的负极材料前驱体制备方法，严格把控针状焦含水量在0％
‑
4％(最好可以控制在0％
‑
2％)，避免了在粉碎过程中因含水板结导致的进料量不稳定，从而最终
避免了产品粒度波动和粒度分布难以控制的问题。
[0030]2、本专利技术提供的负极材料前驱体制备方法，采用粉碎和整形串联的工艺模式能够大大减少前驱体生产过程中物料的浪费从而能够实现在较高收率下提高产品粒度大小、粒度分布的控制能力。
[0031]3、本专利技术提供的负极材料前驱体制备方法，缓冲仓至整形机进料口设置物料管线，该管线以鼓风机为动力将外形检测结果和粒度检测结果较差的产品输送至整形机进行重复修整，直至检测结果合格。此办法可以避免因异常情况产生的尖刺状、羽状等不规则形貌的产品进入产品仓中。
[0032]4、本专利技术提供的负极材料前驱体制备系统，末端设置除尘仓能够将粒度过小的不合格物料收集利用，减少了成本浪费增加了环保优势。
附图说明
[0033]图1为本专利技术实施例中一种负极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极材料前驱体制备系统，其特征在于：所述制备系统包括烘干窑(1)、粗破筛选装置(2)、进料仓(3)、粉碎机(4)、一级旋分机(5)、整形机(6)、二级旋分机(7)、缓冲仓(8)、成品仓(9)、除尘仓(10)和用于传送物料的输送带装置(11)。2.根据权利要求1所述的一种负极材料前驱体制备系统，其特征在于：所述制备系统还包括尘灰收集仓(12)、鼓风机(13)和引风机(14)。3.一种负极材料前驱体制备方法，其特征在于：采用权利要求1
‑
2任一项所述的负极材料前驱体制备系统进行制备所述负极材料前驱体。4.根据权利要求3所述的一种负极材料前驱体制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：S1：烘干，将块状针状焦进行烘干处理；S2：粗筛选，将经S1处理后的针状焦进行粗筛选；S3：粉碎，将粗筛选后的针状焦进行粉碎；S4：一次旋分分离：将粉碎后的针状焦进行旋分分离得粒度合格的粉碎品；S5：整形：将粒度合格的粉碎品输送到整形机内对针状焦外貌进行修整整形；S6：二级旋分分离：将粒度合格的粉碎品整形后输送到二级旋分机中进行旋分分离，旋分分离后得到待检前驱体；对待检前驱体进行检测，检测合格的为前驱体合格品，检测不合格的为前驱体不良品。5.根据权利要求4所述的一种负极材料前驱体制备方法，其特征在于：还包括以下步骤：S7：前驱体不良品重新整形：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文海，丁连营，商宝光，冯旭阳，许倩倩，齐朋帅，
申请(专利权)人：山东亿维新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：