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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池,尤其涉及一种人造石墨负极材料的制备方法、负极和电池。
技术介绍
1、石墨作为最主要的锂离子电池负极材料,按照种类大致分为天然石墨、人造石墨以及中间相碳微球等。其中,人造石墨以其良好的电解液兼容性和优异的循环稳定性得以在锂离子电池中获得广泛的应用。
2、但常规工艺制造的人造石墨大都容量偏低,人们一般采用各项异性的针状焦作为前驱体,采用以下处理工艺来提升人造石墨的容量:(一)超高温石墨化;(二)采用催化剂来对人造石墨前驱体进行催化石墨化处理。经过以上前驱体选择、石墨化处理等步骤后得到的人造石墨虽然容量得到了较大的提升,但由于其石墨化度更高,使得其内部结构排列更加有序,从而损失掉一部分人造石墨原本的一些优点,如良好的充放电结构稳定性、较高的锂离子扩散系数等。
3、因此,如何在人造石墨作为电池负极材料的情况下,提高电池的工作性能成为目前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题,本专利技术提供的人造石墨负极材料的制备方法、负极和电池,通过在造粒处理的前后分别对物料进行一次整形,能够有效的提升人造石墨负极材料的振实密度,从而可提高相应电池的工作性能。
2、第一方面,本专利技术提供一种人造石墨负极材料的制备方法,方法包括:
3、将人造石墨进行烘干处理,得到干料;
4、对干料进行破碎处理,得到粉料;
5、对粉料进行整形处理;
6、将整形后的粉料与沥青混合并在滚筒炉中进行造粒处理,得到颗
7、对颗粒物料进行打散处理,并对打散处理后的颗粒物料进行整形处理;
8、对整形处理后的颗粒物料进行石墨化处理。
9、可选地,对干料进行破碎处理,得到粉料的步骤包括:
10、对干料进行粗碎处理,得到粗碎料;
11、对粗碎料进行粉碎处理,得到粉料;
12、粗碎料的粒径小于5毫米,粉料中粒径为10.5±1.0微米的人造石墨占50%,粉料的振实密度大于或等于0.58g/cm3。
13、可选地,在将整形后的粉料与沥青混合并在滚筒炉中进行造粒处理,得到颗粒物料的步骤之前,方法还包括:
14、将沥青进行粉碎处理;
15、在粉碎处理后的沥青中粒径为3.5±1.5μm的沥青占50%;
16、在将造粒处理后得到的颗粒物料中,沥青与人造石墨的质量比值范围为3%至20%,粒径为20.0±4.0微米的颗粒物料占50%;颗粒物料的振实密度大于或等于0.45g/cm3;颗粒物料的挥发分小于7%。
17、可选地,在对整形处理后的颗粒物料进行石墨化处理的步骤之后,方法还包括:
18、对石墨化处理后的颗粒物料进行除磁筛分。
19、可选地,除磁筛分后的颗粒物料的粒径为15.0±1.5微米的颗粒物料占50%,除磁筛分后的颗粒物料的振实密度为1.0±0.1g/cm3,除磁筛分后的颗粒物料的比表面积为2.0±0.4m2/g。
20、可选地,在石墨化处理后的颗粒物料中粒径为15.0±2.0微米的颗粒物料占50%,石墨化处理后的颗粒物料的振实密度大于或等于0.95g/cm3,石墨化处理后的颗粒物料的比表面积小于或等于2.5m2/g。
21、可选地,打散处理后的颗粒物料的粒径小于8毫米。
22、可选地,在整形后的颗粒物料中粒径为17.0±2.0微米的颗粒物料占50%,整形后的颗粒物料的振实密度大于或等于0.55g/cm3,整形后的颗粒物料的比表面积小于或等于2.0m2/g,整形后的颗粒物料的松装密度为0.35±0.1g/cm3。
23、第二方面,本专利技术提供一种负极,负极采用如上中任一项的方法得到。
24、第三方面,本专利技术提供一种电池,电池的负极采用如上中任一项的方法得到。
25、本专利技术实施例提供的人造石墨负极材料的制备方法、负极和电池,通过对粉料进行整形处理,以粉料的颗粒形状更加圆滑,有效的提升了粉料的振实密度;同时以沥青包覆造粒的人造石墨负极材料,在循环过程中的结构以及表面状态得到保护,增强了循环的稳定性,造粒形成的二次粒子可以丰富li+在晶格脱嵌的通道数量,进一步提升负极材料的倍率性能与低温性能;另外,在造粒处理完成后,继续对颗粒物料机箱内打散以及整形处理则可进一步提升物料的振实密度,便于后续的匀浆处理,并且可将造粒后的结块粉碎,有利于后续的石墨化处理,从而提高了电池的容量、工作性能和使用寿命。
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1.一种人造石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述干料进行破碎处理,得到粉料的步骤包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述将整形后的所述粉料与沥青混合并在滚筒炉中进行造粒处理,得到颗粒物料的步骤之前,所述方法还包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述对整形处理后的所述颗粒物料进行石墨化处理的步骤之后,所述方法还包括:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,除磁筛分后的所述颗粒物料的粒径为15.0±1.5微米的颗粒物料占50%,除磁筛分后的所述颗粒物料的振实密度为1.0±0.1g/cm3,除磁筛分后的所述颗粒物料的比表面积为2.0±0.4m2/g。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在石墨化处理后的所述颗粒物料中粒径为15.0±2.0微米的颗粒物料占50%,石墨化处理后的所述颗粒物料的振实密度大于或等于0.95g/cm3,石墨化处理后的所述颗粒物料的比表面积小于或等于2.5m2/g。
7.根据权利要求1
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在整形后的所述颗粒物料中粒径为17.0±2.0微米的颗粒物料占50%,整形后的所述颗粒物料的振实密度大于或等于0.55g/cm3,整形后的所述颗粒物料的比表面积小于或等于2.0m2/g,整形后的所述颗粒物料的松装密度为0.35±0.1g/cm3。
9.一种负极,其特征在于,所述负极采用如权利要求1至8中任一项所述的方法得到。
10.一种电池,其特征在于,所述电池的负极采用如权利要求1至8中任一项所述的方法得到。
...【技术特征摘要】
1.一种人造石墨负极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述干料进行破碎处理,得到粉料的步骤包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述将整形后的所述粉料与沥青混合并在滚筒炉中进行造粒处理,得到颗粒物料的步骤之前,所述方法还包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述对整形处理后的所述颗粒物料进行石墨化处理的步骤之后,所述方法还包括:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,除磁筛分后的所述颗粒物料的粒径为15.0±1.5微米的颗粒物料占50%,除磁筛分后的所述颗粒物料的振实密度为1.0±0.1g/cm3,除磁筛分后的所述颗粒物料的比表面积为2.0±0.4m2/g。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在石墨化处理后的所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:安军伟,辛国祥,郭泽宇,孟祥锋,王志平,李彬,吕伟,赵东辉,吕晓婷,王雪佳,刘彦霞,赵小利,李景杰,
申请(专利权)人:集宁师范学院,
类型:发明
国别省市:
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