【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及负极材料，尤其涉及负极材料及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
1、负极材料是锂离子电池的重要组成部分，其性能影响锂离子电池的安全性、比容量、倍率性能、循环寿命、高低温性能等关键指标，是锂离子电池的关键材料之一。碳材料被广泛的应用于负极材料，具体可分为人造石墨、天然石墨、复合石墨、石墨烯、mcmb(中间相碳微球)和无序碳材料(软炭、硬碳)。其中，人造石墨负极材料具有能量密度较高、循环性能较好、制备技术成熟、制造成本较低等特点，是锂离子电池主流的商业化负极材料。
2、现有技术中，石墨负极材料的生产离不开生焦原料(石油焦、针状焦、沥青焦等)的应用，但生焦原料在石墨加工生产过程中需要经过粉碎工序，不可避免的产生尾料，这些“尾料”通常具有粒度小，比表面积高、形貌不规则、振实密度低、加工性能差、比容量低、库伦效率低、电导率差、循环寿命短等特点，不能直接作为锂离子电池负极材料使用，大多将其用于燃料、增碳剂，因此利用价值极低，这样不仅增加了生产成本，还造成了大量的物料浪费。所以需要找到一种合适的方法处理生产工序中遗留下来的“尾料”，将其重新用于负极材料，提升物料的利用价值，降低负极材料的生产成本，且满足锂离子电池高性能的需求，是本领域亟待解决的一个技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种负极材料及其制备方法、锂离子电池，本申请的负极材料通过将负极材料的晶面层间距与压实密度的关系控制在一定范围内，可以实现负极材料(002)面的晶面层间距d002与压实密度之间
2、第一方面，本申请提供一种负极材料，所述负极材料包括石墨内核及位于石墨内核至少部分表面的包覆材料，所述包覆材料包括非石墨类碳材料及石墨微粒，所述石墨微粒通过所述非石墨类碳材料与所述石墨内核连接；
3、所述负极材料经过x射线衍射测定(002)面的晶面层间距d002为x，所述负极材料在5t压力下的压实密度为y g/cm3，所述负极材料的可压实程度为a，a＝2.18x+y，2.52≤a≤2.54。
4、在一些实施方式中，所述负极材料的球形度为k，所述负极材料的表面平整度为b，b＝52.734x+k，18.58≤b≤18.70。
5、在一些实施方式中，所述负极材料经过x射线衍射测定(002)面的晶面层间距d002为x，0.336≤x≤0.339。
6、在一些实施方式中，所述负极材料在5t压力下的压实密度为y g/cm3，1.78≤y≤1.806。
7、在一些实施方式中，所述负极材料的球形度为k，0.70≤k≤0.98。
8、在一些实施方式中，所述负极材料的振实密度为0.91g/cm3～1.08g/cm3。
9、在一些实施方式中，所述负极材料的吸油值为56ml/100g～60ml/100g。
10、在一些实施方式中，所述负极材料的粒度分布宽度满足以下关系：s＝(d90-d10)/d50，0.926≤s≤1.958。
11、在一些实施方式中，所述负极材料的粒径满足：d10＝6.5μm～7.5μm，d50＝12μm～13.5μm，d90＝20μm～30μm。
12、在一些实施方式中，所述负极材料的比表面积为2.0m2/g～2.1m2/g。
13、在一些实施方式中，所述非石墨类碳材料包括硬碳。
14、第二方面，本申请提供一种负极材料的制备方法，包括如下步骤：
15、将焦原料与粘结剂的混合物进行造粒处理，得到前驱体，所述造粒处理包括第一混合阶段和第二混合阶段，所述第一混合阶段的离心转速小于所述第二混合阶段的离心转速，所述焦原料的粒度分布宽度满足以下关系：s0＝(d’90-d’10)/d’50，1.6≤s0≤4；
16、将前驱体依次进行碳化处理、石墨化处理，得到负极材料。
17、在一些实施方式中，所述焦原料包括石油焦、针状焦、沥青焦中的至少一种。
18、在一些实施方式中，所述焦原料的粒径满足：d’10＝1μm～2μm，d’50＝3μm～5μm，d’90＝10μm～13μm。
19、在一些实施方式中，所述焦原料的碳含量大于99.5％。
20、在一些实施方式中，所述焦原料的挥发分含量为5％～12％。
21、在一些实施方式中，所述焦原料与所述粘结剂的质量比为(75～77):(5.7～7.7)。
22、在一些实施方式中，所述粘结剂包括淀粉、固体沥青、液态沥青、混合沥青中的至少一种。
23、在一些实施方式中，所述混合物还包括溶剂，所述溶剂包括水、液态沥青中的至少一种。
24、在一些实施方式中，所述混合物还包括溶剂，所述焦原料、所述溶剂的质量比为(75～77)：(17.31～18.69)。
25、在一些实施方式中，所述第一混合阶段的离心转速为40rpm～60rpm。
26、在一些实施方式中，所述第一混合阶段的混合温度为15℃～30℃。
27、在一些实施方式中，所述第一混合阶段的混合时间为5min～10min。
28、在一些实施方式中，所述第二混合阶段的离心转速为400rpm～600rpm。
29、在一些实施方式中，所述第二混合阶段的混合温度为15℃～65℃。
30、在一些实施方式中，所述第二混合阶段的混合时间为15min～20min。
31、在一些实施方式中，所述碳化处理的温度为1150℃～1250℃。
32、在一些实施方式中，所述碳化处理的时间为12h～16h。
33、在一些实施方式中，所述制备方法还包括将碳化产物进行整形分级，所述整形分级包括粉碎、研磨、球磨或气碎中的至少一种。
34、在一些实施方式中，所述石墨化处理的温度为2800℃～3000℃。
35、在一些实施方式中，所述石墨化处理的时间为20h～30h。
36、第三方面，本申请提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括第一方面所述的负极材料或第二方面所述的负极材料的制备方法制备的负极材料。
37、与现有技术相比，本申请的技术方案至少具有以下有益效果：
38、本申请提供的负极材料，负极材料包括石墨内核及位于石墨内核至少部分表面的包覆材料，包覆材料包括非石墨类碳材料及石墨微粒，石墨微粒通过非石墨类碳材料与石墨内核连接。同时，负极材料中粒径较大的石墨内核与粒径较小的石墨微粒通过非石墨类碳材料连接，石墨微粒之间、石墨微粒与石墨内核之间均存在大量孔隙，可以增加锂离子迁移通道，缩短锂离子传输路径，增加储锂空间；这种大颗粒与小颗粒的搭配使用还可以使得负极材料的压实密度控制在合适范围内，能够使得负极材料颗粒间紧密结合，有利于提高负极材料的结构稳定性。本申请通过控制负极材料的可压实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括石墨内核及位于石墨内核至少部分表面的包覆材料，所述包覆材料包括非石墨类碳材料及石墨微粒，所述石墨微粒通过所述非石墨类碳材料与所述石墨内核连接；
2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料的球形度为k，所述负极材料的表面平整度为B，B＝52.734x+k，18.58≤B≤18.70。
3.根据权利要求1或2任一项所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料包括如下特(1)～(9)中的至少一种：
4.一种负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下特征(1)～(10)中的至少一种：
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下特征(1)～(2)中的至少一种：
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括将碳化产物进行整形分级，所述整形分
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下特征(1)～(2)中的至少一种：
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1～3任一项所述的负极材料或权利要求4～9任一项所述的负极材料的制备方法制备的负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括石墨内核及位于石墨内核至少部分表面的包覆材料，所述包覆材料包括非石墨类碳材料及石墨微粒，所述石墨微粒通过所述非石墨类碳材料与所述石墨内核连接；
2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料的球形度为k，所述负极材料的表面平整度为b，b＝52.734x+k，18.58≤b≤18.70。
3.根据权利要求1或2任一项所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料包括如下特(1)～(9)中的至少一种：
4.一种负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘惠美，廖斌斌，余赟，张瑞标，何鹏，任建国，贺雪琴，马超，
申请(专利权)人：贝特瑞江苏新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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