包覆石墨及其制备方法和石墨负极技术

本发明专利技术提供了一种包覆石墨及其制备方法和石墨负极，该包覆石墨的制备方法包括：步骤S1，将回收石墨依次进行烧结和氧化处理，得到预处理石墨；步骤S2，将预处理石墨依次进行树脂包覆、石油沥青包覆、煤沥青包覆，得到包覆石墨。该制备方法工艺简单，有利于进行批量生产，并且在包覆的过程中不易发生团聚，使得包覆更加均匀，而且通过三层包覆能够填充石墨微孔，在最外层形成硬壳结构，提高了其作为负极的电池的比容量。池的比容量。池的比容量。

【技术实现步骤摘要】
包覆石墨及其制备方法和石墨负极


[0001]本专利技术涉及于电池材料的回收和循环再利用
，具体而言，涉及一种包覆石墨及其制备方法和石墨负极。

技术介绍

[0002]随着我国新能源行业快速发展，尤其是近些年电动汽车领域爆发式的增长，带来了严峻的废旧电池处理的问题。废旧锂电池中含有有害金属、易燃电解质、塑料外壳以及大量的石墨材料等，如处理不当不仅会造成严重的环境污染、资源浪费，甚至会危害人类的健康。
[0003]负极是电池四大原材料中的重要成分之一，主要作用是嵌入和释放锂离子，从而在外电路形成电流，主要由活性物质材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂，之后均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、辊压而成。负极材料技术路线取决于活性物质材料，主要分为碳材料和非碳材料。目前主流方向是以石墨化碳材料作为负极。
[0004]目前人们对废旧锂电池的回收主要集中在正极材料中有价金属的回收上，对于价格相对低廉的负极的关注较少，常用的回收石墨处理的工艺一般为除杂、再生、改性及二次处理利用。石墨净化方法一般为化学法和热处理方法，这些方法不仅工艺复杂具有一定的环境危害性而且制备得到的电池比容量差。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本申请的主要目的在于提供一种包覆石墨的制备方法，以解决现有技术使用化学法和热处理方法回收石墨负极材料，导致的制备艺复杂具有一定的环境危害性且制备得到的电池比容量差的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种包覆石墨的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，将回收石墨依次进行烧结和氧化处理，得到预处理石墨；步骤S2，将预处理石墨依次进行树脂包覆、石油沥青包覆、煤沥青包覆，得到包覆石墨。
[0008]进一步地，步骤S1中，烧结的温度为370～550℃，时间为3～300min，烧失量为3～15％；和/或，氧化处理采用混合酸液为氧化剂，混合酸液为浓硫酸、双氧水、硼酸、高氯酸、硝酸中的至少一种；和/或，氧化处理的温度为30～80℃，时间为10～600min。
[0009]进一步地，混合酸液为浓硫酸、双氧水、硼酸的混合溶液，且三者体积比为100:(3～15)：(0.5～5)。
[0010]进一步地，包覆石墨的制备方法包括：步骤S21，将预处理石墨与到树脂乳浊液混合进行树脂包覆，得到树脂包覆石墨混合液；步骤S22，将树脂包覆混合液与石油沥青乳浊液混合进行石油沥青包覆，得到石油沥青包覆石墨混合液；步骤S23，将石油沥青包覆石墨混合液与煤沥青乳浊液混合进行煤沥青包覆，得到煤沥青包覆石墨混合液；步骤S24，将煤沥青包覆石墨混合液依次进行干燥、碳化、球形化处理，得到包覆石墨。
[0011]进一步地，步骤S21，预处理石墨与树脂乳浊液的质量比为1:(2～6)；树脂乳浊液由树脂分散在溶剂中制备得到。
[0012]进一步地，树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯中的至少一种。
[0013]进一步地，溶剂包括乙醇、N
‑
甲基吡咯烷酮、水中的至少一种。
[0014]进一步地，树脂与溶剂的质量比为(0.05～0.75):6。
[0015]进一步地，步骤S22，预处理石墨和石油沥青乳浊液的质量比为1:(0.05～0.25)。
[0016]进一步地，步骤S22，预处理石墨和石油沥青乳浊液的质量比为1:(0.1～0.2)。
[0017]进一步地，石油沥青的针入度≥70。
[0018]进一步地，石油沥青乳浊液中石油沥青的质量含量为40～60％。
[0019]进一步地，石油沥青包覆石墨混合液的pH为7.5～9.0，且石油沥青乳浊液为阳离子型煤沥青乳浊液；或，石油沥青包覆石墨混合液的pH为5.0～6.5，且石油沥青乳浊液为阴离子型煤沥青乳浊液。
[0020]进一步地，石油沥青乳浊液的制备方法包括：步骤S221，将乳化剂以及可选的乳化助剂分散于水中，得到皂液混合物；步骤S222，将石油沥青融化后，与皂液混合物化混合，得到石油沥青乳浊液；其中，乳化剂包括聚阴离子乳化剂、聚阳离子乳化剂中的一种；乳化助剂包括阳离子助剂、阴离子助剂中的一种。
[0021]进一步地，步骤S23，石油沥青乳浊液和煤沥青乳浊液的质量比为1:(1～4)。
[0022]进一步地，煤沥青的针入度≤50。
[0023]进一步地，煤沥青乳浊液中煤沥青的质量含量为45～55％。
[0024]进一步地，煤沥青包覆石墨混合液的pH为8.0～9.5，且煤沥青乳浊液为阳离子型石油沥青乳浊液；或，煤沥青包覆石墨混合液的pH为4.5～6.0，且煤沥青乳浊液为阴离子型石油沥青乳浊液。
[0025]进一步地，煤沥青乳浊液的制备方法包括：将煤沥青融化后，与步骤S221得到的皂液混合物混合，得到煤沥青乳浊液。
[0026]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种包覆石墨，该包覆石墨为按照第一方面包覆石墨的制备方法得到的包覆石墨。
[0027]根据本专利技术的另一方面，提供了一种石墨负极，该石墨负极的材料包括第二方面的的包覆石墨或者按照第一方面的包覆石墨的制备方法得到的包覆石墨。
[0028]应用本申请的技术方案，本申请提供的包覆石墨的制备方法对回收石墨依次进行烧结氧化处理得到预处理石墨，然后对预处理石墨进行树脂包覆、石油沥青包覆、煤沥青包覆，三层包覆后得到包覆石墨，该制备方法工艺简单，有利于进行批量生产，并且在包覆的过程中不易发生团聚，使得包覆更加均匀，而且通过三层包覆不能够填充石墨微孔，在最外层形成硬壳结构，提高了其作为负极的电池的比容量。
附图说明
[0029]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0030]图1示出了根据本申请实施例1中包覆石墨形貌的显微镜照片；
[0031]图2示出了根据本申请实施例1中回收石墨形貌的显微镜照片；以及
[0032]图3示出了根据本申请实施例1中煤沥青乳浊液形貌的显微镜照片。
具体实施方式
[0033]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0034]如本申请
技术介绍
所记载的，现有技术中采用化学法和热处理方法回收石墨负极，上述方法不仅提高了石墨的成本具有一定的环境危害性而且得到的石墨负极电容量差。了解决该问题，本申请提供了一种包覆石墨及其制备方法和石墨负极。
[0035]在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种包覆石墨的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，将回收石墨依次进行烧结和氧化处理，得到预处理石墨；步骤S2，将预处理石墨依次进行树脂包覆、石油沥青包覆、煤沥青包覆，得到包覆石墨。
[0036]应用本申请的技术方案，本申请提供的包覆石墨的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包覆石墨的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1，将回收石墨依次进行烧结和氧化处理，得到预处理石墨；步骤S2，将所述预处理石墨依次进行树脂包覆、石油沥青包覆、煤沥青包覆，得到所述包覆石墨。2.根据权利要求1所述包覆石墨的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述烧结的温度为370～550℃，时间为3～300min，烧失量为3～15％；和/或，所述氧化处理采用混合酸液为氧化剂，所述混合酸液为浓硫酸、双氧水、硼酸、高氯酸、硝酸中的至少一种，优选为浓硫酸、双氧水、硼酸的混合溶液，且三者体积比为100:(3～15):(0.5～5)；和/或，所述氧化处理的温度为30～80℃，时间为10～600min。3.根据权利要求1所述包覆石墨的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S21，将所述预处理石墨与树脂乳浊液混合进行所述树脂包覆，得到树脂包覆石墨混合液；步骤S22，将所述树脂包覆混合液与石油沥青乳浊液混合进行所述石油沥青包覆，得到石油沥青包覆石墨混合液；步骤S23，将所述石油沥青包覆石墨混合液与煤沥青乳浊液混合进行所述煤沥青包覆，得到煤沥青包覆石墨混合液；步骤S24，将所述煤沥青包覆石墨混合液依次进行干燥、碳化、球形化处理，得到所述包覆石墨。4.根据权利要求3所述包覆石墨的制备方法，其特征在于，所述步骤S21，所述预处理石墨与所述树脂乳浊液的质量比为1:(2～6)；所述树脂乳浊液由树脂分散在溶剂中制备得到；优选地，所述树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯中的至少一种；优选地，所述溶剂包括乙醇、N
‑
甲基吡咯烷酮、水中的至少一种；优选地，所述树脂与所述溶剂的质量比为(0.05～0.75):6。5.根据权利要求3所述包覆石墨的制备方法，其特征在于，所述步骤S22，所述预处理石墨和所述石油沥青乳浊液的质量比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立川，展长振，康辉，武磊，姜建辉，谢东方，陈娟，杨硕，李诚，
申请(专利权)人：内蒙古石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：