【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，尤其涉及一种改性人造石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
1、随着国民经济和社会的可持续发展，能源的生产与储存已成为当今全球最关注的一项重要课题。锂离子电池作为一种新型能源转换装置在储能领域发展势头迅猛，负极材料是锂离子电池的关键组成部分，其比容量和工作电压直接影响锂离子电池的能量密度，对锂离子电池的性能起决定性作用。目前人造石墨逐步成为锂离子电池负极材料的首选，人造石墨是指由针状焦、沥青焦、中间相炭微球等经高温石墨化处理得到的石墨。一般来讲，以针状焦为原料生产的负极材料具有比容量高、循环寿命长和压实密度高等优点，且加工性能好、工艺简单，易于产业化。
2、目前市场上对于改善人造石墨负极材料的首次库伦效率以及快充能力的方法有限，一般通过原料焦的各项同性选择、不同种类的包覆剂做炭化包覆改性及其过程中进行掺杂改性等，但是现有包覆剂在负极材料表面形成的碳层，并没有完全形成层状结构或稳定性结构，造成电池在高温下/常温下副反应过多，由此导致首次库伦效率偏低的问题；而原料的优选，虽然能够提升快充能力，但是对于大倍率快充的提升作用却收效甚微；而且，从材料本身的特性看，当快充能力比较好时，材料的动力学会弱化，目前几乎没有能够同时提升人造石墨负极材料的首次库伦效率和大幅度提升快充的方法。
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改性人造石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池，所述负极材料同时具有高的充放电容量、首次库伦效率和优异
2、本专利技术提出的一种改性人造石墨负极材料的制备方法，包括如下步骤：
3、s1、将原料焦与铵源改性剂混合，煅烧后，得到碳化前驱体；
4、s2、将步骤s1获得的碳化前驱体与粘结剂混合，造粒，碳化，石墨化后，即得到所述改性人造石墨负极材料。
5、本专利技术中，通过铵源改性剂对原料焦进行表面修饰，再通过煅烧作用，使得原料焦中的铵源改性剂气化，从而在所得的碳化前驱体表面形成更多的缺陷和纳米缝隙，提高表面活性性能，有助于改善后续粘结剂的包覆效果并在石墨化后形成致密的层状包覆层，最终改善了所得改性人造石墨负极材料的充放电容量和首次库伦效率，并保持优异的循环稳定性。
6、优选地，步骤s1中，所述原料焦为针状焦、石油焦、沥青焦、球状焦、海绵焦或蜂窝状焦中的至少一种，所述铵源改性剂为氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵、醋酸铵或三聚氰胺中的至少一种；
7、优选地，所述原料焦与铵源改性剂的质量比为1:0.1-0.3。
8、优选地，步骤s1中，所述煅烧温度为400-500℃，时间为2-4h。
9、优选地，步骤s2中，所述粘结剂包括沥青；所述沥青为煤沥青、石油沥青、煤焦油或天然沥青中的至少一种；
10、优选地，所述碳化前驱体与沥青的质量比为1:0.01-0.03。
11、优选地，步骤s2中，所述粘结剂还包括有机树脂；所述有机树脂为聚乙二醇马来酸酯化物与丙烯酸酯的共聚物；
12、优选地，所述碳化前驱体与有机树脂的质量比为1:0.05-0.1。
13、本专利技术中，通过有机树脂复配沥青作为粘结剂进行包覆，有机树脂为聚乙二醇马来酸酯化物与丙烯酸酯的共聚物，其上含有的丰富羧基以及羟基基团可以对碳化前驱体进行良好粘结和包覆，其在热分解后可在石墨化内层表面形成层状结构并包含多维空隙通道，其能够有效快速的传输到最内层，减少表面堆积形成析锂界面，提升快充性能。
14、优选地，步骤s2中，所述造粒温度为400-650℃，造粒时间为4-8h；
15、优选地，所述造粒后的颗粒粒径d50为16-18μm。
16、优选地，步骤s2中，所述碳化温度为400-1000℃，时间为1-12h。
17、优选地，步骤s2中，所述石墨化温度为3000-3200℃，时间为7-30h。
18、本专利技术还提出一种上述制备方法制备的改性人造石墨负极材料。
19、本专利技术同时提出一种锂离子电池，其包括负极，所述负极包上述改性人造石墨负极材料。
20、本申请的目的在于提供一种改性人造石墨负极材料及其制备方法和锂离子电池，利用对原料焦的修饰改性，在原料焦表面形成更多的缺陷和纳米缝隙，从而提高表面活性性能，此后在包覆环节通过进一步提升粘接效果，使所得复合材料易于石墨化，增强石墨化程度同时，还能够在石墨化内层表面形成多维空隙通道，最终所制得的改性人造石墨负极材料具有更加稳定的长循环性能和更高的倍率性能。
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1.一种改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述原料焦为针状焦、石油焦、沥青焦、球状焦、海绵焦或蜂窝状焦中的至少一种，所述铵源改性剂为氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵、醋酸铵或三聚氰胺中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述煅烧温度为400-500℃，时间为2-4h。
4.根据权利要求1-3任一项所述改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述粘结剂包括沥青；所述沥青为煤沥青、石油沥青、煤焦油或天然沥青中的至少一种；
5.根据权利要求4所述改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述粘结剂还包括有机树脂；所述有机树脂为聚乙二醇马来酸酯化物与丙烯酸酯的共聚物；
6.根据权利要求1-5任一项所述改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述造粒温度为400-650℃，造粒时间为4-8h；
7.根据权利要求1-6任一
8.根据权利要求1-7任一项所述改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述石墨化温度为3000-3200℃，时间为7-30h。
9.一种权利要求1-8任一项所述制备方法制备的改性人造石墨负极材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括负极，所述负极包括权利要求9所述改性人造石墨负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述原料焦为针状焦、石油焦、沥青焦、球状焦、海绵焦或蜂窝状焦中的至少一种，所述铵源改性剂为氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵、醋酸铵或三聚氰胺中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述煅烧温度为400-500℃，时间为2-4h。
4.根据权利要求1-3任一项所述改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述粘结剂包括沥青；所述沥青为煤沥青、石油沥青、煤焦油或天然沥青中的至少一种；
5.根据权利要求4所述改性人造石墨负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述粘结剂还包...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊俊，常元钦，慈蒙蒙，何慧娟，孙林华，王莉，汪静，王如秀，
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：
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