【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池负极材料，尤其涉及一种高倍率型人造石墨负极材料的制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池容量的提高主要依赖负极材料的发展和完善，其中，石墨负极材料凭借其电压平台低、循环稳定性好、价格低廉、来源广泛、无毒无害等优点，成为了目前主流的负极材料，但其倍率性能却越来越难以满足当前的快充市场需求。为了获得较高的倍率性能，负极材料应用过程中往往通过降低颗粒尺寸、碳表面包覆、掺杂等方式进行调控与优化。而人造石墨负极材料碳包覆制备技术已经相对成熟，但存在工艺繁琐、产品稳定性差、容量和倍率性能无法兼容等问题；一些包覆工艺的改性过程中还存在混合包覆效果差，混合不均匀、产品过程工序管控难度大等问题，影响后期成品质量。
2、与此同时，人造石墨负极生产制造过程中，由于每次粉碎和球化都需要通过分级后收得中间半成品再进行下次处理，而每次分级都将降低原材料的利用率，所以负极材料的这种生产方式最终的成品率仅为40-50％，剩余的50-60％就成了“尾料”，这些尾料粒度小(d50＜5um)、比表大(＞3m2/g)，振实密度低，若是直接在生产过程流转，其作为人造石墨负极材料一部分，可能导致电池制作及循环、容量性能异常。
3、因此，对尾料加以再生利用，开发出一种实现低价值石墨“尾料”循环利用，碳包覆效果佳，且容量和倍率性能优异的负极材料将具有重要意义。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，通过将尾料经过碳包覆后再
2、本专利技术提出的一种高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，包括：将再生二次颗粒石墨和后包覆单颗粒石墨按照质量比1-5:1进行混配后，即得到所述高倍率型人造石墨负极材料。
3、本专利技术中，将尾料中添加石墨烯粘接剂进行造粒，可以提高体积密度，使内部结构致密，此后经过碳化、石墨化后，可以在所得再生二次颗粒石墨表面形成包覆碳结构，缓冲体积膨胀效应；最后再将所得再生二次颗粒石墨和后包覆单颗粒石墨进行混配，则可以进一步提高振实密度，从而达到提高体积能量密度，改善充电循环性能的目的。
4、优选地，所述再生二次颗粒石墨是将尾料细粉与石墨烯粘结剂进行混合，造粒，碳化，石墨化后得到。
5、优选地，所述尾料细粉是人造石墨制备过程中筛分分级剩余的细粉；
6、优选地，所述尾料细粉的d50粒径小于5μm，比表面积大于3m2/g。
7、优选地，所述石墨烯粘结剂是将氧化石墨烯进行酰氯化反应后，再与阿仑膦酸进行酰胺化反应得到；
8、优选地，所述石墨烯粘结剂与尾料细粉的质量比为0.5-1.5:100。
9、本专利技术中，氧化石墨烯表面的羧基经过酰氯化反应后生成酰氯基，其可以与阿仑膦酸的氨基基团之间进行酰胺化反应，由此得到了表面具有磷酸基团的氧化石墨烯；当该石墨烯作为粘接剂后，石墨烯表面含有的羟基和磷酸等基团的亲和力较强，其可以有效吸附在尾料细粉表面上，从而使得尾料细粉牢靠地结合在一起，增强所得尾料细粉体积密度的同时，再经过碳化，石墨化后，则还可以在所得再生二次颗粒石墨表面形成包覆碳结构，缓冲体积膨胀效应，同时可以增强导电性，最终改善了所得石墨负极材料的循环性能和倍率性能。
10、优选地，所述造粒温度为200-400℃，时间为1-3h；所述碳化温度为800-1100℃，时间为12-24h；所述石墨化温度为2300-2700℃，时间为2-6h。
11、优选地，所述后包覆单颗粒石墨是将人造石墨原材料细粉进行碳化，石墨化后，将所得单颗粒石墨与沥青粘结剂进行混合，碳化后得到。
12、优选地，所述人造石墨原材料为针状焦、石油焦、沥青焦、球状焦或蜂窝状焦中的至少一种；
13、优选地，所述人造石墨原材料细粉的d50粒径为8-12μm。
14、优选地，所述沥青粘结剂为煤沥青、石油沥青、煤焦油或天然沥青中的至少一种；
15、优选地，所述沥青粘结剂与人造石墨原材料细粉的质量比为2-8:100。
16、优选地，所述碳化温度为1100-1300℃，时间为10-20h；所述石墨化温度为2800-3200℃，时间为6-12h。
17、本专利技术还提出一种上述制备方法制备的人造石墨负极材料在锂离子电池中的应用。
18、本专利技术中，使用尾料为原料，节省了原材料成本，再通过对尾料进行“造粒”，添加石墨烯作为粘合剂，使尾料粒子聚合，改变其体积密度低、比表面积高等缺点同时，石墨烯还作为包覆剂进一步提升所得负极材料的电化学性能；与此同时，将再生二次颗粒石墨和后包覆单颗粒石墨进行混配，可以进一步提高所得负极材料的振实密度，并进一步改善充放电循环性能和倍率性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括：将再生二次颗粒石墨和后包覆单颗粒石墨按照质量比1-5:1进行混配后，即得到所述高倍率型人造石墨负极材料。
2.根据权利要求1所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述再生二次颗粒石墨是将尾料细粉与石墨烯粘结剂进行混合，造粒，碳化，石墨化后得到。
3.根据权利要求2所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述尾料细粉是人造石墨制备过程中筛分分级剩余的细粉；
4.根据权利要求2或3所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯粘结剂是将氧化石墨烯进行酰氯化反应后，再与阿仑膦酸进行酰胺化反应得到；
5.根据权利要求2-4任一项所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述造粒温度为200-400℃，时间为1-3h；所述碳化温度为800-1100℃，时间为12-24h；所述石墨化温度为2300-2700℃，时间为2-6h。
6.根据权利要求1-5任一项所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述后包覆单颗
7.根据权利要求6所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述人造石墨原材料为针状焦、石油焦、沥青焦、球状焦或蜂窝状焦中的至少一种；
8.根据权利要求6或7所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述沥青粘结剂为煤沥青、石油沥青、煤焦油或天然沥青中的至少一种；
9.根据权利要求6-8任一项所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳化温度为1100-1300℃，时间为10-20h；所述石墨化温度为2800-3200℃，时间为6-12h。
10.一种权利要求1-9任一项所述制备方法制备的人造石墨负极材料在锂离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括：将再生二次颗粒石墨和后包覆单颗粒石墨按照质量比1-5:1进行混配后，即得到所述高倍率型人造石墨负极材料。
2.根据权利要求1所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述再生二次颗粒石墨是将尾料细粉与石墨烯粘结剂进行混合，造粒，碳化，石墨化后得到。
3.根据权利要求2所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述尾料细粉是人造石墨制备过程中筛分分级剩余的细粉；
4.根据权利要求2或3所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯粘结剂是将氧化石墨烯进行酰氯化反应后，再与阿仑膦酸进行酰胺化反应得到；
5.根据权利要求2-4任一项所述高倍率型人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述造粒温度为200-400℃，时间为1-3h；所述碳化温度为800-1100℃，时间为12-24h；所述石墨化温度为230...
【专利技术属性】
技术研发人员：慈蒙蒙，汪静，刘超，严烁，
申请(专利权)人：合肥国轩新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。