一种致密化天然石墨及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115763790A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211314981.8(22)申请日2022.10.25(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司地址213000江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人石永倩杨红新刘静(74)专利代理机构北京睿博行远知识产权代理有限公司11297专利代理师计小玲(51)Int.Cl.H01M4/587(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称一种致密化天然石墨及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及改性石墨技术领域，公开了一种致密化天然石墨的制备方法，包括以下步骤：(1)将天然石墨与导电聚合物溶液混合，混合均匀后加入挤压机中进行抽真空、挤压，然后经加热烘干、冷却后得到中间产物；(2)将所述中间产物与沥青混合均匀后经碳化、粉碎，得到致密化天然石墨。本发明采用导电聚合物来填充天然石墨孔隙，并采用挤压设备进行机械挤压，使材料内部密实化，再经过炭化包覆、粉碎以及分级得到致密化天然石墨材料，方法简单，条件温和可控，得到的改性后的天然石墨作为负极材料可赋予电池优异的循环性能和倍率性能。CN115763790ACN115763790A权利要求书1/1页1.一种致密化天然石墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将天然石墨与导电聚合物溶液混合，混合均匀后加入挤压机中进行抽真空、挤压，然后经加热烘干、冷却后得到中间产物；(2)将所述中间产物与沥青混合均匀后经碳化、粉碎，得到致密化天然石墨。2.根据权利要求1所述的致密化天然石墨的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述天然石墨和所述导电聚合物的质量比为1：(0.05‑0.3)。3.根据权利要求1或2所述的致密化天然石墨的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述导电聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚噻吩、聚苯乙炔中的至少一种。4.根据权利要求1所述的致密化天然石墨的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述抽真空时间为3‑8h，压强为10‑100Pa。5.根据权利要求1所述的致密化天然石墨的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述挤压时间为2‑6h，压强为0.2‑0.8MPa。6.根据权利要求1所述的致密化天然石墨的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热烘干温度为60‑120℃，时间为10‑30min。7.根据权利要求1所述的致密化天然石墨的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述沥青添加量为所述天然石墨质量的8‑25％；所述沥青包括煤沥青、中间相沥青、石油沥青中的至少一种。8.根据权利要求1所述的致密化天然石墨的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述碳化为包覆碳化；且所述碳化在保护性气氛下进行，所述碳化温度为1100‑1500℃，碳化时间为3‑8h。9.一种权利要求1‑8任一项所述方法制备得到的致密化天然石墨，其特征在于，所述天然石墨的D50为7‑17μm。10.一种权利要求1‑8任一项所述方法制备得到的致密化天然石墨在电池负极中的应用。2CN115763790A说明书1/8页一种致密化天然石墨及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及改性石墨技术领域，特别是涉及一种致密化天然石墨及其制备方法和应用。背景技术[0002]目前商业化的负极材料主要是人造石墨负极材料，人造石墨的关键工序石墨化需要消耗大量电力，处理每吨石墨大约需要耗费1万度电，全国石墨化产能约40％集中分布在内蒙古地区；但是受限电影响，部分地区的石墨化产能受到很大限制，导致人造石墨供应紧张，并且价格大幅上涨，成本压力增大。天然石墨以其资源丰富和不需要石墨化、成本较低等优势获得广泛关注，但是天然石墨层间距较人造石墨小，在充放电循环过程中，溶剂共嵌和脱嵌锂过程中的晶格膨胀容易导致石墨片层剥离和脱落，石墨结构破坏，导致循环过程中的容量衰减，循环性能及倍率性能较人造石墨差。[0003]目前，针对天然石墨负极的改性技术主要有表面包覆、表面氧化和掺杂等方法，主要是对石墨颗粒表面的结构和形貌进行了改性处理，但是对颗粒内部孔隙结构无变化，没有从根本上改善天然石墨的循环性能和倍率性能。[0004]因此，如何提供一种具有优异循环性能和倍率性能的天然石墨是本领域技术人员亟需解决的问题。发明内容[0005]有鉴于此，本发明提供了一种致密化天然石墨的制备方法，以解决现有天然石墨改性技术不能从根源上改善天然石墨的循环性能和倍率性能的现象。[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：[0007]一种致密化天然石墨的制备方法，包括以下步骤：[0008](1)将天然石墨与导电聚合物溶液混合，混合均匀后加入挤压机