【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂离子电池，特别是涉及一种用于锂离子电池的炭黑的改性方法及锂离子电池。
技术介绍
1、现有技术中，炭黑主要是色素炭黑和橡胶用炭黑，纯度低，且含有金属杂质，金属杂质不仅影响炭黑的导电性和安全性，金属杂质含量过高会造成电池短路。
2、炭黑特别是炉法炭黑采用的原料一般为乙烯焦油、煤焦油和蒽油，原料油中30～50％的硫会转移到产品炭黑中，影响炭黑的导电性和纯度。此外，炭黑表面挥发物或残留焦油状物多会在炭黑表面形成绝缘膜，导致炭黑导电性下降。
3、除了杂质带来的性能下降，炭黑团聚体一般具有较高的结构度，难分散，特别是颗粒状炭黑不能直接添加在锂离子电池中，会造成分布不均，堵网等问题，没有改善分散性能的粒状炭黑无法在锂离子电池中直接使用。
技术实现思路
1、基于此，提供一种对炭黑的改性方法，以满足在锂离子电池中的使用要求。
2、一种用于锂离子电池的炭黑的改性方法，包括：
3、步骤1，在惰性气体氛围下，对炭黑粉末进行高温处理；
4、步骤2，利用改性剂对高温处理后的炭黑粉末进行物理包覆；
5、步骤3，对步骤2所得产物进行分散，控制粒径至d50为1～5μm，得到所述用于锂离子电池的炭黑。
6、步骤1中，在惰性气体氛围下，对炭黑粉末进行高温处理，改善炭黑的表面结构，降低炭黑中的金属杂质含量。
7、步骤1在高温下处理炭黑粉末，炭黑表面的挥发物以及残留焦油状物会挥发，或进一步裂解形成碳，碳在高温下重组形
8、步骤2中，利用改性剂对炭黑粉末进行物理包覆，改性剂可以改善炭黑的分散性能，防止团聚。
9、所述改性剂为具有两性官能团的聚合物，改性剂与炭黑具有很好的相容性，所述物理包覆通过混合和气流粉碎过程进行，气流可以使物料充分混合均匀，而且气流也同时又粉碎过程，可以起到防止炭黑粉末团聚的作用。
10、步骤3中，对炭黑粉末进行分散，使炭黑粉末的粒径控制为d50为1～5μm，且具有很好的分散度，可以直接用于锂离子电池。
11、步骤3中的分散过程同时采用研磨和气流粉碎，控制研磨线速度不超过20m/s，气流粉碎压力为0.6～1.0mpa，所述研磨可以采用机械研磨、砂磨或对辊研磨等手段。研磨以及气流粉碎压力不会破坏改性剂对炭黑粉末的包裹，研磨线速度如果过快，可能会导致炭黑粉末粒径过小，影响包装，如果研磨线速度过慢，则不能达到目标粒径。优选地，所述研磨线速度为15～20m/s。
12、相比于现有技术中对炭黑的改性手段，例如加入酸或有机物进行液相包覆的手段，本申请提供的技术方案，适合于大规模工业化量产，且不会产生废酸、废气以及废物，没有副产物，一次性出料，工艺过程更加简洁，改性效率高。
13、以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
14、可选的，步骤1中，所述惰性气体氛围为氦气、氢气、氮气、二氧化碳中的至少一种。
15、步骤1中的惰性气体是指不能够与炭黑发生反应的气体，采用惰性气体可以防止炭黑氧化。
16、可选的，步骤1中，高温处理的温度为900～1800℃。
17、高温处理的温度过低，则有机物裂解的碳为不定型碳，导电性差，温度达到900℃以上会发生碳化，提高碳的导电性。
18、可选的，步骤1中，高温处理的温度为1000～1500℃。
19、可选的，步骤1中，高温处理的时间不小于8小时。
20、高温处理的时间过短，碳裂解不充分，碳化结晶性不够，导电性差，高温处理的时间过长，会降低效率。
21、可选的，步骤1中，高温处理的时间为8～16小时。
22、可选的，步骤2中，所述改性剂为聚乙烯吡咯烷酮、氢化丁腈橡胶、羧甲基纤维素钠、胆酸钠中的至少一种。
23、所述改性剂用于改善炭黑粉末的分散性，防止炭黑粉末发生团聚，所述改性剂在锂离子电池中适用性强，与碳材料具有很好的相容性，可以有效帮助导电炭黑在电池中的分散。
24、可选的，步骤2中，炭黑粉末与改性剂的质量比为100：10～100：0.1。
25、改性剂如果过量，会导致导电性能下降，进而影响电池性能。
26、可选的，步骤2中，炭黑粉末与改性剂的质量比为100：5～100：0.2。
27、本申请还提供了一种锂离子电池，采用所述的改性方法制备的炭黑作为导电材料。
28、本申请提供的改性方法处理后得到的炭黑，金属杂质含量低，分散性能好，可以直接在锂离子电池中使用，本申请改性后的炭黑用于锂离子电池中，可以降低锂离子电池的电池内阻，增加电池容量，延长使用寿命。
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1.一种用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤1中，所述惰性气体氛围为氦气、氢气、氮气、二氧化碳中的至少一种。
3.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤1中，高温处理的温度为900～1800℃。
4.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤1中，高温处理的温度为1000～1500℃。
5.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤1中，高温处理的时间不小于8小时。
6.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤1中，高温处理的时间为8～16小时。
7.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤2中，所述改性剂为聚乙烯吡咯烷酮、氢化丁腈橡胶、羧甲基纤维素钠、胆酸钠中的至少一种。
8.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤2中，炭黑粉末与改性剂的质量比为100：10
9.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤2中，炭黑粉末与改性剂的质量比为100：5～100：0.2。
10.一种锂离子电池，其特征在于，采用如权利要求1～9所述的改性方法制备的炭黑作为导电材料。
...【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤1中，所述惰性气体氛围为氦气、氢气、氮气、二氧化碳中的至少一种。
3.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤1中，高温处理的温度为900～1800℃。
4.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤1中，高温处理的温度为1000～1500℃。
5.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭黑的改性方法，其特征在于，步骤1中，高温处理的时间不小于8小时。
6.如权利要求1所述的用于锂离子电池的炭...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓鸿，曾佑生，陈朝朝，秦元国，曾钦，曾祥，
申请(专利权)人：江西缙禧纳米材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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