【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二次电池，具体涉及一种石墨负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池。
技术介绍
1、随着消费电子市场、动力电池市场对于缩短充电时间的需求不断增加，快速充电技术成为了近年来锂离子电池技术发展的重要趋势。石墨负极由于其较高的理论比容量(372mah/g)、较低的工作电位(～0.1v vs.li/li+)和较好的结构稳定性(体积变化<10％)等优点，仍然是目前锂离子电池市场应用最多的负极材料。
2、然而，石墨材料由于其层状结构决定锂离子必须从材料的端面嵌入，然后扩散至颗粒内部，致使传输路径较长，较慢的嵌锂过程阻碍了锂离子电池的快充应用。再者，石墨的嵌锂电位与锂金属沉积电位差异太小，且动力学条件较差，在充电速度过快的情况下，石墨负极侧由于较大的极化会将石墨的嵌锂电位降低至0v以下，会造成金属锂在负极表面析出，析出的锂金属会以枝晶的形式生长，从而会刺穿隔膜，造成电池内部短路，引起严重的安全问题等。
3、因此，提供一种快充性能较好的石墨负极材料成为目前领域内亟待解决的一个技术问题。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的石墨负极材料的快充性能较差、快充过程中会造成金属锂在负极表面析出，析出的锂金属会以枝晶的形式生长，会刺穿隔膜，造成电池内部短路，造成安全隐患等缺陷，从而提供一种石墨负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池。
2、为此，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供一种石墨负极材
4、其中，d1为石墨内核的晶面间距，单位为nm，d2为碳包覆层的晶面间距，单位为nm，ssa为石墨负极材料的比表面积，单位为m2/g。
5、上述“0.01≤(d2-d1)/ssa≤0.05”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：0.01、0.02、0.03、0.04、0.05等；或任意两个数值组成的范围，例如，可以为0.01～0.03、0.02～0.04、0.04～0.05等。
6、可选地，性能参数满足如下关系式：0.02≤(d2-d1)/ssa≤0.04。
7、可选地，所述石墨负极材料的比表面积为：1.0m2/g≤ssa≤5.0m2/g；
8、本专利技术提供的石墨负极材料，所述负极材料的比表面积ssa为1.0-5.0m2/g，当石墨负极材料的比表面积过大时，电解液与负极材料的接触面接越大，电解液与负极材料发生副反应的程度越大，不利于二次电池首次库伦效率的提升。当比表面积过小时，锂离子嵌入负极材料的接触面积变小，影响锂离子的嵌入，不利于容量的提升。
9、和/或，碳包覆层的晶面间距与石墨内核的晶面间距的差值满足：d2-d1≥0.01nm；可选地，满足：0.01nm≤d2-d1≤0.2nm。
10、本专利技术提供的石墨负极材料，所述碳包覆层的晶面间距与石墨内核的晶面间距的差值满足：d2-d1≥0.01nm，对二者差值下限值的限定，是因为当两者的差值较小时，说明包覆层的晶面间距较小，会导致锂离子无法快速的在石墨负极材料中嵌入与脱出，影响二次电池的快充性能；优选的，所述碳包覆层的晶面间距与石墨内核的晶面间距的差值满足：0.01nm≤d2-d1≤0.2nm，对二者差值上限值的限定，是因为当两者差值较大时，电解液与负极材料的接触面积增大，发生的副反应增多，因而会影响二次电池的材料首次库伦效率，循环稳定性能。
11、可选地，所述石墨负极材料的振实密度满足：0.8g/cm3≤td≤1.3g/cm3；
12、上述“0.8g/cm3≤td≤1.3g/cm3”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：0.8g/cm3，0.85g/cm3，0.9g/cm3，0.95g/cm3，1.0g/cm3，1.1g/cm3，1.2g/cm3，1.3g/cm3；或任意两个数值组成的范围，例如，可以为0.8～0.95g/cm3、0.97-1.28g/cm3、1.12～1.3g/cm3等。
13、和/或，所述石墨负极材料在5t下的压实密度为2.0-2.3g/cm3；
14、上述“5t下的压实密度为2.0-2.3g/cm3”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：2.0g/cm3、2.05g/cm3、2.1g/cm3、2.15g/cm3、2.2g/cm3、2.25g/cm3、2.3g/cm3；或任意两个数值组成的范围，例如，可以为2.0-2.15g/cm3、2.2-2.3g/cm3、2.08-2.25g/cm3、2.1-2.24g/cm3等。
15、和/或，所述石墨负极材料的粒径d50为7-25μm。
16、上述“d50为7-25μm”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：7μm、9μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm；或任意两个数值组成的范围，例如，可以为7-18μm、15-22μm、9-20μm等。
17、本专利技术提供一种上述的石墨负极材料的制备方法，包括如下步骤：
18、s1，将碳源包覆到石墨颗粒表面，得到复合材料；
19、s2，将复合材料进行氧化，碳化处理，得到所述石墨负极材料；
20、其中，控制氧化处理后，碳源包覆层中氧元素的质量含量占比≥3％，可选地，碳源中氧元素的质量含量为3％～20％。
21、上述“氧元素的质量含量3％～20％”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：3％、6％、9％、12％、15％、18％、20％；或任意两个数值组成的范围，例如，可以为3％～6％、5％～9％、8％～12％、10％～18％等。
22、可选地，步骤s2中，氧化处理的温度为200-400℃，优选的，氧化处理的温度为250-350℃；
23、上述“氧化处理的温度为200-400℃”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：200℃、230℃、250℃、260℃、280℃、300℃、330℃、350℃、370℃、390℃、400℃；或任意两个数值组成的范围，例如，可以为200-300℃、230-360℃、330-400℃等。
24、可选地，步骤s2中，氧化处理时间为1-12h；
25、上述“氧化处理时间为1-12h”中，取值包括该范围的最本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种石墨负极材料，其特征在于，包括石墨内核和包覆在石墨内核表面的碳包覆层，参数满足如下关系式：0.01≤(D2-D1)/SSA≤0.05，
2.根据权利要求1所述的石墨负极材料，其特征在于，性能参数满足如下关系式：0.02≤(D2-D1)/SSA≤0.04。
3.根据权利要求1或2所述的石墨负极材料，其特征在于，碳包覆层的晶面间距与石墨内核的晶面间距的差值满足：D2-D1≥0.01nm；
4.根据权利要求3所述的石墨负极材料，其特征在于，所述石墨负极材料的比表面积为：1.0m2/g≤SSA≤5.0m2/g；
5.一种权利要求1-4任一项所述的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，氧化处理的温度为200-400℃，优选地，所述氧化处理温度为250～350℃；
7.根据权利要求5所述的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述碳化处理的温度为1000-1600℃，碳化处理的时间为1-12h。
8.根据权
9.一种负极极片，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的石墨负极材料或权利要求5-8任一项所述的制备方法制备得到的石墨负极材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的负极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨负极材料，其特征在于，包括石墨内核和包覆在石墨内核表面的碳包覆层，参数满足如下关系式：0.01≤(d2-d1)/ssa≤0.05，
2.根据权利要求1所述的石墨负极材料，其特征在于，性能参数满足如下关系式：0.02≤(d2-d1)/ssa≤0.04。
3.根据权利要求1或2所述的石墨负极材料，其特征在于，碳包覆层的晶面间距与石墨内核的晶面间距的差值满足：d2-d1≥0.01nm；
4.根据权利要求3所述的石墨负极材料，其特征在于，所述石墨负极材料的比表面积为：1.0m2/g≤ssa≤5.0m2/g；
5.一种权利要求1-4任一项所述的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：韩梦夷，钱程，王志勇，
申请(专利权)人：湖南中科星城石墨有限公司，
类型：发明
国别省市：
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