【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳材料领域，具体涉及一种石墨负极材料及其制备方法和用途。
技术介绍
1、锂离子电池的负极材料分为碳材料和非碳材料两大类，碳材料主要包括无定形碳、天然石墨和人造石墨。石墨具有规则层状结构，其理论比容量为372mah/g，效率高，是目前主流的负极材料，但是石墨的倍率性能差。
2、cn107871855a公开了一种锂离子电池用石墨负极材料及其制备方法，其制备方法如下：将石墨经过丙酮、乙醚及乙酸乙酯表面处理后，进行高温处理得到半成品，再将半成品与铝基合金、树脂热解碳、碳化硅、对苯二甲酸镁混合并研磨，真空冷冻干燥后得到所述石墨负极材料。制得的负极材料具有优异的循环性能，常温下1c充放循环1500次容量保持在93％以上；6c倍率下放电是1c容量的94％以上。
3、cn115275085a公开了一种石墨负极材料及其制备方法、应用、锂离子电池，其制备方法如下：将软碳材料、沥青和二乙烯基苯的混合物进行热处理，得物料a，再将所述物料a进行石墨化处理，得物料b。制得的石墨负极材料均具有优异的快充性能和高倍率循环性能，3c快充恒流比均≥80％，3c循环100周容量保持率≥83％。
4、cn115472826a公开了一种煤基负极材料及其制备方法与应用。其制备方法如下：将煤粉碎、通过挤出包覆后进行预碳化及造粒，最后进行石墨化。制得的石墨负极材料具有优异的导电、倍率和循环性能。但其未提及持续高倍率(如2c)循环性能。
5、上述现有技术提供的高倍率锂离子电池循环寿命不足，或者仅在1c下具有长循环寿命
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决
技术介绍
中所提出的问题，而提供一种石墨负极材料及其制备方法和用途。
2、本专利技术第一方面提供一种石墨负极材料，所述石墨负极材料通过拉曼光谱获得的d峰和g峰满足以下条件：
3、所述d峰宽高比和g峰宽高比的比值为1-50，优选为5-30，更优选为10-30。
4、本专利技术第二方面提供一种制备上述石墨负极材料的方法，包括以下步骤：
5、(1)将人造石墨前驱体、粘结剂和硬碳前驱体混合，得到混合料；
6、(2)将所述混合料进行混捏造粒，得到二次颗粒；
7、(3)将所述二次颗粒进行石墨化，得到石墨化料；
8、(4)将所述石墨化料与包覆剂混合后进行碳化，得到表面修饰料；
9、(5)所述表面修饰料进行过筛和除磁，即得所述石墨负极材料。
10、本专利技术第三方面提供上述石墨负极材料在锂离子电池中的用途。
11、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
12、一、本专利技术提供的石墨负极材料处于本专利技术所限定的拉曼光谱获得的g峰和d峰范围时，可以兼具高倍率和长循环寿命的优势。
13、二、本专利技术提供的石墨负极材料包含人造石墨、硬碳和粘结剂，其中，硬碳的加入可以有效调节人造石墨的晶体结构，具体表现在拉曼光谱id/ig增大，同时粘结剂使硬碳在人造石墨中均匀分布。
14、三、本专利技术提供的制备石墨负极材料的方法中包含混捏造粒，在加热和机械外力的条件下，使用混捏造粒形成的二次颗粒粘结紧密，因此结构稳定，循环性能更好。
15、四、本专利技术提供的制备石墨负极材料的方法中包含石墨化，经过石墨化后，纳米级别的硬碳均匀分布在二次颗粒中，不仅人造石墨颗粒的表面和孔隙中会有低石墨化度的硬碳，人造石墨颗粒间的粘接部分也分散有低石墨化度的硬碳，从而实现快充下的长循环。
16、五、本专利技术提供的制备石墨负极材料的方法中包含包覆和碳化，使二次颗粒表面更加圆润，进一步提高石墨负极材料的结构稳定性。
17、六、本专利技术提供的石墨负极材料用于锂离子电池，具有优异的性能，具体为：充放电容量≥340mah/g，首次库伦效率≥93％，在2c倍率下循环1000周后的容量保持率≥93％。
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1.一种石墨负极材料，其特征在于，所述石墨负极材料通过拉曼光谱获得的D峰和G峰满足以下条件：
2.根据权利要求1所述的石墨负极材料，其特征在于，所述石墨负极材料通过拉曼光谱获得的D峰和G峰满足以下条件：
3.一种制备权利要求1或2所述石墨负极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述人造石墨前驱体选自煤、煤沥青焦、煤系针状焦中的至少一种，进一步地，所述人造石墨前驱体粒径D50＝1-50μm；
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述人造石墨前驱体、粘结剂和硬碳前驱体混合的重量比为(55-97):(3-25):(0.1-20)，优选为(70-90):(5-15):(5-15)。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述混捏造粒的温度为50-500℃，混捏造粒的时间为0.5-5h。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述石墨化的温度为2800-3200℃，石墨
8.根据权利要求3-7中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述包覆剂为煤沥青、石油沥青、氧化沥青、可纺沥青中的至少一种；
9.根据权利要求3-8中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述碳化的温度为6001500℃，碳化的时间为120h。
10.一种如权利要求1-2所述的石墨负极材料或权利要求3-9所述方法制备的石墨负极材料在锂离子电池中的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨负极材料，其特征在于，所述石墨负极材料通过拉曼光谱获得的d峰和g峰满足以下条件：
2.根据权利要求1所述的石墨负极材料，其特征在于，所述石墨负极材料通过拉曼光谱获得的d峰和g峰满足以下条件：
3.一种制备权利要求1或2所述石墨负极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述人造石墨前驱体选自煤、煤沥青焦、煤系针状焦中的至少一种，进一步地，所述人造石墨前驱体粒径d50＝1-50μm；
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述人造石墨前驱体、粘结剂和硬碳前驱体混合的重量比为(55-97):(3-25):(0.1-20)，优选为(70-90):(5-15):(5-15...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘广宏，苏志江，贺国锋，梁文斌，董春伟，梁朋，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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