一种利用余热伴烧生产负极材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用余热伴烧生产负极材料的方法，包括以下步骤：步骤一，负极材料生产混合；步骤二，材料压型；步骤三，材料炭化；步骤四，材料石墨化；步骤五，材料成型；步骤六，材料检测；其中在上述步骤一中，首先对成品石墨进行磨粉分级处理，将石墨进行颗粒化，然后利用筛选机对颗粒化的石墨进行筛分出平均粒径为5～40μm的负极材料，然后将筛分得到的负极材料与沥青按4:1～12:1的质量比加入到粉料混合机内，在真空条件下，充分混合90‑150min；该发明专利技术将粉末状的原料压成了柱状，抛去了坩埚容器，便于搬运和放置，并充分利用了高温热辐射源进行加热，节省了大量能源，具有简便、快捷、易操作的特点，可大规模制备。

【技术实现步骤摘要】
一种利用余热伴烧生产负极材料的方法
本专利技术涉及电池材料
，具体为一种利用余热伴烧生产负极材料的方法。
技术介绍
负极材料是锂离子电池实现小型化、高容量化的关键；目前负极材料多为炭材料，又因石墨负极材料具有比容量高、循环性能好、嵌脱锂平台电压高、成本低廉等优点，成为最具有商业价值的动力锂离子电池负极材料。石墨负极材料又分为天然石墨和人造石墨，目前使用最多的就是人造石墨，但人造石墨与电解液的相容性差、炭负极上发生有机溶剂的不可逆分解都会对电极行为产生负面影响，使石墨层发生膨胀和收缩，导致其断裂和剥落，从而降低循环效率；而且传统工艺是将沥青粉和石墨粉混合后的粉料，将粉料直接放在石墨坩埚中进行样品炭化后，再经过石墨化；该工艺需要装入特定的容器以隔绝杂质，但在批量化生产过程中，浪费大量体积，在炭化和石墨化过程中，容器又吸收大量热量，还需要设计特定的石墨化炉，一次投入成本高，石墨化过程能耗大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用余热伴烧生产负极材料的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种利用余热伴烧生产负极材料的方法，包括以下步骤：步骤一，负极材料生产混合；步骤二，材料压型；步骤三，材料炭化；步骤四，材料石墨化；步骤五，材料成型；步骤六，材料检测；其中在上述步骤一中，首先对成品石墨进行磨粉分级处理，将石墨进行颗粒化，然后利用筛选机对颗粒化的石墨进行筛分出平均粒径为5～40μm的负极材料，然后将筛分得到的负极材料与沥青按4:1～12:1的质量比加入到粉料混合机内，在真空条件下，充分混合90-150min；其中在上述步骤二中，然后将混合好的物料取出，再装入等静压机中压成直径5-20cm的圆柱体，将等静压后的圆柱体表面包裹一层树脂A；其中在上述步骤三中，将圆柱体放入真空气氛炉内，在无氧环境下升温至550-650℃并保温0.5-5h，进行炭化；其中在上述步骤四中，将炭化后的样品置于高温热辐射源旁，利用余热对样品进行伴烧石墨化，而且伴烧温度为2400-3200℃；其中在上述步骤五中，将石墨化后样品清理外表面杂质，经打散、筛分得到锂离子电池石墨负极材料；其中在上述步骤六中，经过专业的检测装置对负极材料进行检测，将不合格的材料进行筛选掉，将成品的材料进行记录储藏。根据上述技术方案，步骤一中，筛选机包括筛选罐主体、电机、转动轴、凹槽、安装槽、升降槽、弹簧、框架、滤网、转动孔、升降杆、弧形凸块、固定轴、凸轮、进料管和出料口，筛选罐主体的顶端内壁上镶嵌安装有电机，筛选罐主体的一侧内壁上安装有转动轴，且电机的输出轴一端固接于转动轴的外壁上，转动轴的一侧外壁上开设有凹槽，筛选罐主体的一侧内壁上安装有框架，框架的一侧内壁上对应凹槽开设有转动孔，转动孔之间的内壁上焊接固定有升降杆，转动轴的一侧内壁上开设有安装槽，安装槽的一侧内壁上对应升降杆开设有升降槽，安装槽的两侧内壁上均焊接固定有弹簧，且弹簧的另一端焊接于升降杆的外壁上，框架的一侧内壁上对称镶嵌连接有滤网，框架的底端外壁上分布焊接固定有弧形凸块，筛选罐主体的一侧内壁上固定连接有固定轴，固定轴的一端外壁上固定安装有凸轮，筛选罐主体的顶端内壁上贯通连接有进料管，筛选罐主体的底端内壁上开设有出料口。根据上述技术方案，步骤二中压制成的圆柱体样品的体积密度为0.5-1.8g/cm3。根据上述技术方案，步骤二采用的树脂A为酚醛树脂、呋喃树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂等中的一种或几种。根据上述技术方案，步骤二中样品表层包裹树脂A的厚度为1-3mm。根据上述技术方案，步骤三中，升温速率为5-15℃/min升温至550-650℃，更优的，温度范围为580-620℃，保温时间0.5-1.5h。根据上述技术方案，步骤四中，伴烧石墨化温度加热时间为1.0-2.5h。根据上述技术方案，步骤一中的煤沥青的平均粒径为5～8μm，煤沥青的软化点为100℃～300℃。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：该方法将粉末状的原料压成柱状，抛去了坩埚容器，便于搬运和放置，并充分利用高温热辐射源，节省了大量能源，具有简便、快捷、易操作的特点，可大规模制备。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的工艺流程图；图2是本专利技术的整体立体结构示意图；图3是本专利技术的主视剖切结构示意图；图4是本专利技术的图3中A区域的结构放大图；图5使本专利技术框架的立体结构示意图；图中：1、筛选罐主体；2、电机；3、转动轴；4、凹槽；5、安装槽；6、升降槽；7、弹簧；8、框架；9、滤网；10、转动孔；11、升降杆；12、弧形凸块；13、固定轴；14、凸轮；15、进料管；16、出料口。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实例一请参阅图1-5，本专利技术提供一种技术方案：一种利用余热伴烧生产负极材料的方法，包括以下步骤：步骤一，负极材料生产混合；步骤二，材料压型；步骤三，材料炭化；步骤四，材料石墨化；步骤五，材料成型；步骤六，材料检测；其中在上述步骤一中，首先对成品石墨进行磨粉分级处理，将石墨进行颗粒化，然后利用筛选机对颗粒化的石墨进行筛分出平均粒径为5～40μm的负极材料，然后将5份沥青与30份人造石墨加入到粉料混合机内，在真空条件下，充分混合90-150min，步骤一中的煤沥青的平均粒径为5～8μm，煤沥青的软化点为100℃～300℃，步骤一中，筛选机包括筛选罐主体1、电机2、转动轴3、凹槽4、安装槽5、升降槽6、弹簧7、框架8、滤网9、转动孔10、升降杆11、弧形凸块12、固定轴13、凸轮14、进料管15和出料口16，筛选罐主体1的顶端内壁上镶嵌安装有电机2，筛选罐主体1的一侧内壁上安装有转动轴3，且电机2的输出轴一端固接于转动轴3的外壁上，转动轴3的一侧外壁上开设有凹槽4，筛选罐主体1的一侧内壁上安装有框架8，框架8的一侧内壁上对应凹槽4开设有转动孔10，转动孔10之间的内壁上焊接固定有升降杆11，转动轴3的一侧内壁上开设有安装槽5，安装槽5的一侧内壁上对应升降杆11开设有升降槽6，安装槽5的两侧内壁上均焊接固定有弹簧7，且弹簧7的另一端焊接于升降杆11的外壁上，框架8的一侧内壁上对称镶嵌连接有滤网9，框架8的底端外壁上分布焊接固定有弧形凸块12，筛选罐主体1的一侧内壁上固定连接有固定轴13，固定轴13的一端外壁上固定安装有凸轮14，筛选罐主体1的顶端内壁上贯通连接有进料管15，筛选罐主体1的底端内壁上开设有出料口16，该筛选机在工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用余热伴烧生产负极材料的方法，包括以下步骤：步骤一，负极材料生产混合；步骤二，材料压型；步骤三，材料炭化；步骤四，材料石墨化；步骤五，材料成型；步骤六，材料检测；其特征在于：/n其中在上述步骤一中，首先对成品石墨进行磨粉分级处理，将石墨进行颗粒化，然后利用筛选机对颗粒化的石墨进行筛分出平均粒径为5～40μm的负极材料，然后将筛分得到的负极材料与沥青按4:1～12:1的质量比加入到粉料混合机内，在真空条件下，充分混合90-150min；/n其中在上述步骤二中，然后将混合好的物料取出，再装入等静压机中压成直径5-20cm的圆柱体，将等静压后的圆柱体表面包裹一层树脂A；/n其中在上述步骤三中，将圆柱体放入真空气氛炉内，在无氧环境下升温至550-650℃并保温0.5-5h，进行炭化；/n其中在上述步骤四中，将炭化后的样品置于高温热辐射源旁，利用余热对样品进行伴烧石墨化，而且伴烧温度为2400-3200℃；/n其中在上述步骤五中，将石墨化后样品清理外表面杂质，经打散、筛分得到锂离子电池石墨负极材料；/n其中在上述步骤六中，经过专业的检测装置对负极材料进行检测，将不合格的材料进行筛选掉，将成品的材料进行记录储藏。/n...

【技术特征摘要】
1.一种利用余热伴烧生产负极材料的方法，包括以下步骤：步骤一，负极材料生产混合；步骤二，材料压型；步骤三，材料炭化；步骤四，材料石墨化；步骤五，材料成型；步骤六，材料检测；其特征在于：
其中在上述步骤一中，首先对成品石墨进行磨粉分级处理，将石墨进行颗粒化，然后利用筛选机对颗粒化的石墨进行筛分出平均粒径为5～40μm的负极材料，然后将筛分得到的负极材料与沥青按4:1～12:1的质量比加入到粉料混合机内，在真空条件下，充分混合90-150min；
其中在上述步骤二中，然后将混合好的物料取出，再装入等静压机中压成直径5-20cm的圆柱体，将等静压后的圆柱体表面包裹一层树脂A；
其中在上述步骤三中，将圆柱体放入真空气氛炉内，在无氧环境下升温至550-650℃并保温0.5-5h，进行炭化；
其中在上述步骤四中，将炭化后的样品置于高温热辐射源旁，利用余热对样品进行伴烧石墨化，而且伴烧温度为2400-3200℃；
其中在上述步骤五中，将石墨化后样品清理外表面杂质，经打散、筛分得到锂离子电池石墨负极材料；
其中在上述步骤六中，经过专业的检测装置对负极材料进行检测，将不合格的材料进行筛选掉，将成品的材料进行记录储藏。


2.根据权利要求1所述的一种利用余热伴烧生产负极材料的方法，其特征在于：所述步骤一中，筛选机包括筛选罐主体（1）、电机（2）、转动轴（3）、凹槽（4）、安装槽（5）、升降槽（6）、弹簧（7）、框架（8）、滤网（9）、转动孔（10）、升降杆（11）、弧形凸块（12）、固定轴（13）、凸轮（14）、进料管（15）和出料口（16），所述筛选罐主体（1）的顶端内壁上镶嵌安装有电机（2），所述筛选罐主体（1）的一侧内壁上安装有转动轴（3），且电机（2）的输出轴一端固接于转动轴（3）的外壁上，所述转动轴（3）的一侧外壁上开设有凹槽（4），所述筛选罐主体（1）的一侧内壁上安装有框架（8），所述框架（8）的一侧内壁上对应凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴沣，梁冉，丁明杰，张稼祥，曹辉，杨家山，王婉，李超超，程雅琳，朱欣欣，徐艳丽，党娟，张尉，
申请(专利权)人：河南开炭新材料设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41