石墨基负极材料的制备方法、石墨基负极材料及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115321531A(43)申请公布日2022.11.11(21)申请号202211051472.0(22)申请日2022.08.30(71)申请人广东凯金新能源科技股份有限公司地址523000广东省东莞市松山湖园区科技十路4号29栋2单元302室(72)发明人陈永康叶昱昕仰韻霖(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202专利代理师邹敏敏(51)Int.Cl.C01B32/205(2017.01)H01M4/62(2006.01)H01M4/36(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图3页(54)发明名称石墨基负极材料的制备方法、石墨基负极材料及其应用(57)摘要本发明公开了石墨基负极材料的制备方法、石墨基负极材料及其应用。石墨基负极材料的制备方法包括步骤：对碳质物料于500℃至750℃下进行半煅热处理；将第一前驱体进行石墨化得第二前驱体；将第二前驱体加入到融合机中，并加入配方量的液相改性剂进行融合得第三前驱体；将第三前驱体进行碳化。本发明的制备方法中先通过对碳质物料进行半煅热处理，可去除焦中部分挥发分有机小分子，使碳质物料的碳框架结构发生轻微的重组排列，以便于后续在石墨化过程中形成更加规整的石墨层状结构，提高其储能能力，同时保留较好的动力学性能。再于融合机的剪切挤压作用力下进行液相改性包覆，最后经碳化可使得到的石墨基负极材料具有良好的动力学性能和循环性能。CN115321531ACN115321531A权利要求书1/2页1.石墨基负极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：(1)将碳质物料于加热温度500℃至750℃下进行半煅热处理，以使所述碳质物料中的焦挥发出部分有机小分子且结构实现重排得第一前驱体；(2)将所述第一前驱体进行石墨化得第二前驱体；(3)将所述第二前驱体加入到融合机中，并加入配方量的液相改性剂进行融合得第三前驱体；(4)将所述第三前驱体进行碳化。2.根据权利要求1所述的石墨基负极材料的制备方法，其特征在于，包括下述特征(1)至(12)中的至少一个：(1)所述碳质物料为石油焦、针状焦、沥青焦、球状焦、海绵焦、蜂窝状焦、鳞片石墨、微晶石墨或致密结晶状石墨，且挥发份含量≤20％；(2)所述半煅热处理采用的设备为滚筒炉、回转窑、箱式炉、竖式反应釜或卧式反应釜；(3)所述半煅热处理的保温时间为2h至10h；(4)所述石墨化采用的设备为艾奇逊石墨化炉、内串式石墨化炉、箱体式石墨化炉、真空石墨化炉或连续式石墨化炉；(5)所述石墨化的温度为2800℃至3500℃；(6)所述液相改性剂的材质为煤焦油、石油沥青、煤沥青、天然沥青、酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、糠醛苯酚树脂、糠醇树脂、聚丁二烯树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚碳酸酯、乙基甲基碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚酰亚胺、聚乙二醇聚乙烯亚胺、聚间苯二胺、聚吡咯、聚噻吩、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯硫醚、聚甲醛、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、丁苯橡胶、柠檬酸、淀粉和葡萄糖中的至少一种；(7)所述液相改性剂的结焦值为10％至30％；(8)所述第二前驱体与所述液相改性剂的重量比为100:5～20；(9)所述液相改性剂采用电子称称重模块进行称量；(10)所述融合机的转速为400r/min至1000r/min，运行时间为5min至15min；(11)所述碳化采用的设备为箱式炉、中频炉、辊道窑、隧道窑、梭式窑或网带窑；(12)所述碳化的温度为1000℃至1400℃，保温时间为2h至10h。3.根据权利要求1所述的石墨基负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)之前还包括步骤(33)：使用球化整形机对制备过程中的物料进行球化整形及分级。4.根据权利要求3所述的石墨基负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(33)之前还包括步骤(32)：使用磨粉机对制备过程中的物料进行粉碎。5.根据权利要求4所述的石墨基负极材料的制备方法，其特征在于，所述磨粉机为机械磨、气流磨或辊压磨。6.根据权利要求4所述的石墨基负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(32)之前还包括步骤(31)：使用破碎机对制备过程中的物料进行粗破。7.根据权利要求6所述的石墨基负极材料的制备方法，其特征在于，所述破碎机为颚式破碎机、冲击式破碎机、反击式破碎机、圆锥式破碎机或重锤式破碎机。8.根据权利要求1至7任意一项所述的石墨基负极材料的制备方法所制备的石墨基负极材料，其特征在于，包括下述特征(1)至(8)中的至少一个：2CN115321531A权利要求书2/2页(1)振实密度≥1.10g/cm3；(2)比表面积≤1.27m2/g；(3)OI值≤21.30；(4)石墨化度≥93.24％；(5)首次放电比容量≥3