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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111170300A(43)申请公布日2020.05.19(21)申请号202010095416.1(22)申请日2020.02.17(71)申请人中钢集团鞍山热能研究院有限公司地址114044辽宁省鞍山市高新区鞍千路301号(72)发明人和凤祥陈雪武全宇吕晗孙刚刘书林屈滨王守凯张功多(74)专利代理机构鞍山嘉讯科技专利事务所(普通合伙)21224代理人张群(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)H01M4/587(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种高性能负极材料的生产工艺及装置(57)摘要一种高性能负极材料的生产工艺及装置,装置包括熔化罐、改质罐、气体加热器、破碎机、筛分机、氧化床、高温炭化炉,所述熔化罐连接改质罐,所述气体加热器连接改质罐,所述改质罐的出料口向破碎机送料,所述破碎机向筛分机送料,筛分机向氧化床送料,氧化床出料口连接高温炭化炉。与现有的技术相比,本发明的有益效果是:制备过程简单,原料来源广泛,所制得的负极材料用在锂离子电池负极材料时比容量高、循环性能好、倍率充放电性能好,易于实现产业化且工业生产易操作。CN111170300ACN111170300A权利要求书1/1页1.一种高性能负极材料的生产工艺,其特征在于,将沥青原料送入熔化罐熔化,熔化后打入改质罐改质,改质沥青破碎、筛分后经氧化床处理,进入高温炭化炉炭化得到负极材料,具体工艺步骤包括:1)原料预处理:硬质沥青经粗破粉碎后,经斗式提升机进入料仓,通过给料机将沥青打入熔化罐熔化;液体沥青直接打入熔化罐熔化;2)改质:熔化后沥青打入改质罐,将空气或氮气经气体加热器通入改质罐对原料进行改质;3)粉碎筛分:改质沥青冷却至室温,经粉碎机粉碎,控制粒径,筛分机筛分分级;4)氧化稳定化:将分级后的粉料经氧化床进行氧化处理;5)炭化:氧化处理后物料进入高温炭化炉,进行炭化。2.根据权利要求1所述一种高性能负极材料的生产工艺,其特征在于,所述硬质沥青粗破粒度为小于1cm的沥青粉料。3.根据权利要求1所述一种高性能负极材料的生产工艺,其特征在于,上述步骤1)中熔化罐的温度为100~200℃,升温速率为1~15℃/min,恒温时间为0.5~5h。4.根据权利要求1所述一种高性能负极材料的生产工艺,其特征在于,上述步骤2)中气体加热器温度为300~450℃;改质罐工艺参数如下:反应温度:240~380℃;反应时间:5~15h;搅拌速率:80~300转/min;气量:30~140L/h。5.根据权利要求1所述一种高性能负极材料的生产工艺,其特征在于,上述步骤2)中改质沥青软化点为280~400℃。6.根据权利要求1所述一种高性能负极材料的生产工艺,其特征在于,上述步骤3)粉碎筛分粒度D50为10~25μm。7.根据权利要求1所述一种高性能负极材料的生产工艺,其特征在于,上述步骤4)氧化床温度范围200~350℃,粉料传送速度0.5~3m/min,粉料厚度1~10mm。8.根据权利要求1所述一种高性能负极材料的生产工艺,其特征在于,上述步骤5)炭化工艺参数如下:升温速率:低温段400℃~550℃,5~20℃/h;高于550℃为高温段,3~5℃/min;炭化终温:800~2000℃;恒温时间:低温段1~5h,高温段0.5~5h。9.根据权利要求1所述一种高性能负极材料的生产工艺,其特征在于,所得负极材料粒径D50为5~20μm,其比表面积为2~10m2/g,比容量不小于350mAh/g,循环300次容量保持率不低于90%。10.一种如权利要求1所述的高性能负极材料的生产工艺采用的装置,其特征在于,包括熔化罐、改质罐、气体加热器、破碎机、筛分机、氧化床、高温炭化炉,所述熔化罐连接改质罐,所述气体加热器连接改质罐,所述改质罐的出料口向破碎机送料,所述破碎机向筛分机送料,筛分机向氧化床送料,氧化床出料口连接高温炭化炉。2CN111170300A说明书1/4页一种高性能负极材料的生产工艺及装置技术领域[0001]本发明属于硬炭负极材料的制备方法及应用,尤其涉及一种高性能负极材料的生产工艺及装置。背景技术[0002]随着化石燃料的日益枯竭及环境的逐步恶化,新能源的发展越来越重要,锂离子电池因其能量密度高、环境友好、结构多样化及价格低廉等优异特性成为混合动力汽车、空间技术等高端储能系统的理想电源。市场上已经产业化的负极材料主要是炭类材料,包括石墨化碳材料(如天然石墨、改性石墨、中间相炭微球等等)和无定形碳(软炭、硬炭)。石墨具有完美的片层结构和以六角形方式排列的碳原子,锂离子插入平行片层形成层间化合物,平台电位较低,但是大电流密